CN117396306A - 用于将镜片构件定位在制造设备上的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，该方法包括：‑使用光学传感器检测(S3)要被定位在制造设备上的镜片构件的固有光学特征，该制造设备被配置成对镜片构件应用光学镜片制造操作；以及‑使用处理单元基于固有光学特征来确定(S4)镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。该方法可以用于在用于制造光学镜片的任何类型的制造设备上对镜片构件、即镜片坯件或成品镜片进行定位和阻挡。并非出于确定镜片构件的位置或取向的特定目的而有意地在镜片构件上蚀刻或雕刻出固有光学特征。

Description

用于将镜片构件定位在制造设备上的方法和装置

技术领域

本发明涉及光学镜片制造领域，更特别地涉及镜片构件在制造设备上的定位和阻挡。

镜片构件可以是镜片坯件(也称为半成品镜片)或成品镜片，并且制造设备可以是用于制造光学镜片的任何设备。

背景技术

光学镜片有助于矫正视力障碍或屈光不正(也称为屈光异常)，比如近视、远视、散光和老花眼。光学镜片是基于配戴者的眼科处方来制造的。该处方包括不同的信息，比如球镜值、柱镜值、棱镜和下加光。

为了降低光学镜片的制造复杂性，现在通常制造上游半成品镜片，即仅一个表面已经是成品和机加工过的镜片。当接收到眼科处方时，选择满足此处方的最适合的半成品镜片，然后充分机加工非成品表面。另外，半成品镜片的使用使得可以提高镜片制造速度。

现在，光学镜片的制造在很大程度上是自动化的，并且设备串联地用于应用于镜片构件的不同制造步骤。例如，这些步骤包括对镜片构件进行阻挡、表面处理或抛光。对于每个步骤而言，都需要将镜片构件正确地定位在制造设备上。在这种情况下，镜片构件是镜片坯件或半成品镜片。

镜片构件的定位对于配镜师来说也是一个问题，配镜师的工作包括将镜片构件安装在顾客所选择的眼镜架中。特别地，需要通过将阻挡附件附接到镜片构件来阻挡镜片构件，以将镜片构件接合在磨边设备中。磨边设备允许将镜片构件机加工成与眼镜架相对应的期望形状。在这种情况下，镜片构件是成品镜片。

然而，这种定位是复杂的，因为镜片构件在肉眼下可能看起来是旋转对称的。

为了促进镜片构件的定位，通常会在制造工艺之前执行预备步骤，即根据所选择的几何图形雕刻出标记。这些标记允许镜片在整个制造工艺期间正确地定位和定向。然而，这种雕刻操作存在若干缺点。实际上，此步骤延长了制造工艺的持续时间，而且可能会对光学镜片的质量产生影响。

本发明试图改善这种情况。

发明内容

本发明涉及一种方法，该方法包括：

-使用光学传感器检测要被定位在制造设备上的镜片构件的至少一个固有光学特征，该制造设备被配置成对所述镜片构件应用光学镜片制造操作；以及

-使用处理单元基于至少一个固有光学特征来确定镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。

在本发明的上下文中，所考虑的光学特征是“固有的”，这意味着并非出于确定镜片构件的位置或取向的特定目的而有意地在镜片构件上蚀刻或雕刻出光学特征。

典型地，至少一个固有光学特征提供用于矫正配戴者的视力障碍或屈光不正的光学功能。

基于固有光学特征确定镜片构件的位置或取向提高了定位和制造光学镜片的准确性。此外，不再需要在镜片构件的表面上雕刻出标记即可在制造工艺的每个阶段对镜片构件进行定位。

消除此预备操作简化了工艺。

有利地，该方法进一步包括：

-提供镜片构件在制造设备的框架中的期望位置或取向；

-估计镜片构件的期望位置与所确定的位置之间的差异、或镜片构件的期望取向与所确定的取向之间的差异；以及

-通过使镜片构件从镜片构件的所确定的位置平移地移动或从镜片构件的所确定的取向旋转地移动来调节镜片构件在制造设备上的位置或取向，以便补偿该差异。

应当注意，这些附加步骤既适用于镜片构件预先放置在制造设备上的情况，也适用于镜片构件没有预先放置在制造设备上的相反情况。将在说明书中采用两个替代性的装置详细描述这两种不同的情况。

该方法还可以包括：通过使用阻挡装置将镜片构件阻挡在制造设备上的调节后的位置或取向。

镜片构件在制造设备的框架中的位置例如由制造设备的框架中的参考定位点的位置来表征。

例如，至少一个固有光学特征包括曲率分布。通过使用图像传感器获取镜片构件的图像来检测曲率分布。如下确定镜片构件在制造设备的框架中的位置：

-提供由期望的曲率分布表征的理论表面以及参考定位点在所述理论表面上的位置；

-将曲率映射函数应用于处理单元所获取的图像，以生成镜片构件的曲率分布图；并且

-将期望的曲率分布与镜片构件的所生成的曲率分布图进行比较，以基于参考定位点在理论表面上的位置来确定镜片构件的参考定位点在制造设备的框架中的位置。

根据实施例，至少一个固有光学特征包括形成图案的若干不同特性。通过使用图像传感器获取镜片构件的图像来检测不同特性。如下确定镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向：

-使用处理单元处理所获取的图像以找到多个不同特性的位置；并且

-由此推断镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。

对所获取的图像的处理包括例如在所获取的图像上定位预定几何图形，使得预定几何图形经过所找到的多个不同特性。在这种情况下，分别根据几何图形在经处理的图像上的位置或取向来推断镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。

优选地，至少一个固有光学特征是镜片构件的旋转变体。可以基于旋转变体来确定镜片构件在制造设备的框架中的取向。

旋转变体的使用允许确定性地确定镜片构件的取向，以360°为模。

根据实施例，至少一个固有光学特征包括偏振轴。如下检测偏振轴：

-确定入射在镜片构件上的光线的偏振；

-确定光线在被镜片构件折射之后的偏振；并且

-由此通过将光线在折射之前和之后的偏振进行比较来推断镜片构件的偏振轴。

在这种情况下，基于偏振轴来确定镜片构件在制造设备的框架中的取向。

根据实施例，至少一个固有光学特征包括色调渐变。通过使用图像传感器获取镜片构件的表面的图像来检测色调渐变。在这种情况下，如下确定镜片构件在制造设备的框架中的取向：

-提供镜片构件的表面上的色调变化的预定函数；

-处理所获取的图像以计算表征镜片构件的表面上的色调变化的函数；并且

-由此通过将计算所得函数与预定函数进行比较来推断镜片构件在制造设备的框架中的取向。

根据实施例，至少一个固有光学特征包括柱镜轴位。在这种情况下，如下检测柱镜轴位：

-将图案图像放置在镜片构件前方；

-使用图像传感器获取图案图像通过镜片构件的经折射的图像；并且

-由此通过将折射之前的图案图像与图案图像的经折射的图像进行比较来推断镜片构件的柱镜轴位。

基于柱镜轴位来确定镜片构件在制造设备的框架中的取向。

根据实施例，镜片构件包括至少一个光学元件。至少一个固有光学特征包括至少一个光学元件的光学功能，该光学功能用于防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓眼睛的异常屈光的进展。在这种情况下，通过使用图像传感器获取镜片构件的图像来检测光学功能。如下确定镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向：

-使用处理单元处理所获取的图像以找到至少一个光学元件的位置；并且

-由此推断镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。

光学元件例如是微透镜、漫射元件或π-菲涅耳元件。

在欧洲专利申请EP 3785072 A1中描述了π-菲涅耳元件，并且可以将其定义为衍射菲涅耳透镜，衍射菲涅耳透镜的相位函数在标称波长处具有π相位跃变，而单焦点菲涅耳透镜的相位跃变是2π的倍数值。如果镜片构件包括多个光学元件，则多个微透镜可以采用微透镜阵列的形式。

本发明还涉及一种由镜片构件制造光学镜片的制造工艺，该制造工艺包括使用至少一个制造设备实施的一个或多个光学镜片制造操作。使用上文提到的方法执行至少一个光学镜片制造操作。

本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括指令，这些指令用于当这些指令被至少一个处理器执行时实施该方法或制造工艺。

最后，本发明涉及一种装置，该装置包括：

-光学传感器，该光学传感器被配置成检测要被定位在制造设备上的镜片构件的至少一个固有光学特征，该制造设备被配置成对镜片构件应用光学镜片制造操作；以及

-处理单元，该处理单元被配置成基于至少一个固有光学特征来确定镜片构件在制造设备的框架中的位置或取向。

附图说明

参考附图，本发明的其他特征和优点将从以下出于指示性而非限制性目的提供的描述中变得明显，在附图中：

-图1A展示了根据本发明的用于定位镜片构件的装置；

-图1B展示了根据本发明的用于确定镜片构件的位置或取向的装置；

-图2展示了根据本发明的用于定位镜片构件的方法；

-图3展示了图2所展示的方法中的检测镜片构件的固有光学特征以及确定镜片构件的位置或取向的步骤；

-图4展示了镜片构件上的光学特性的检测以及镜片构件的参考定位点的确定；以及

-图5展示了镜片构件的柱镜轴位的检测。

具体实施方式

图1A展示了用于将镜片构件3定位在制造设备上的装置1。

应当注意，图1A是示意性的并且仅示出了装置1的结构部件。因此，图1A在光学上不是准确的，特别是在光线追踪方面不是准确的。

制造设备在图1A中未示出。实际上，制造设备可以是被配置成向镜片构件3应用光学镜片制造操作的任何设备。

例如，制造设备可以是用于对镜片构件3进行阻挡、表面处理或抛光的设备。在这种情况下，镜片构件3典型地是镜片坯件或半成品镜片。半成品镜片是在制造工艺之前仅一个表面被机加工的镜片。另一表面(即，非成品表面)旨在根据眼科处方进行机加工。

制造设备还可以是配镜师使用的磨边设备，以将镜片构件3成形为便于安装在眼镜架中的期望形式。在这种情况下，镜片构件3典型地是成品镜片。

因此，术语“光学镜片”是通用术语，其可以指在应用制造操作之后获得的镜片、在制造眼科镜片的完整工艺之后获得的成品镜片、或甚至在将成品眼科镜片安装在眼镜架中之后获得的眼镜片。

此外，应当注意，要制造的光学镜片典型地可以旨在矫正近视。例如，如果配戴者的至少一只眼睛患有屈光问题，则这种光学镜片的制造要满足眼科处方，使得配戴者所看到的图像聚焦在眼睛的视网膜上。光学元件是微结构。

要制造的光学镜片可以包括一个或多个光学元件，一个或多个光学元件例如是微透镜。光学镜片典型地包括微透镜阵列。光学元件提供的光学功能是防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓眼睛的异常屈光的进展。

在这种情况下，光学元件会引起光学镜片或镜片构件3的表面的物理变形。因此，在一个或多个光学元件的存在所引起的变形的层面上，光学镜片或镜片构件3的表面具有在[0.1μm；50μm]范围内的标高(在文献中也称为垂度)和在[0.5μm；1.5mm]范围内的宽度。光学元件提供对光学镜片或镜片构件3的强度、曲率或光偏差的波前修改。

光学元件(例如是微透镜)优选地在光学镜片或镜片构件3中具有周期性或伪周期性布局。相反地，光学元件也可以在光学镜片或镜片构件3中具有随机位置。

光学元件可以是被配置成使光在1°至30°的角度范围内局部散射的漫射微结构。

在图1A所展示的实施例中，装置1用于定位镜片构件3。然而，更一般地，装置1用于确定镜片构件3的位置或取向。确定镜片构件3的位置或取向具有若干实际应用，包括将镜片构件3定位在制造设备上，这里正是这种情况。此外，本领域技术人员在此应当理解，确定位置或取向意指装置1可以允许确定镜片构件3的位置和取向两者。因此，术语“或”意指“和/或”。

如图1A所展示的，装置1包括照明装置、放置装置和处理装置。

照明装置包括光源5和反射镜7。光源5被配置成朝向反射镜7发射光线或光束。反射镜7被配置成将光源5所发射的光线或光束朝向镜片构件3反射。典型地，反射镜7相对于与镜片构件3的表面部分正交的轴线A1倾斜45°。

可选地，在图1A所展示的实施例中，装置1可以包括滤光器9，图像图案可以安装在该滤光器内以投影到镜片构件3的表面上。

放置装置包括支撑板11，在该支撑板的中心处设置有用于固持镜片构件3的固持器13。有利地，支撑板11是平面的、并且由透明材料制成。固持器13例如是头部加宽以支撑镜片构件3的杆。当然，固持器13可以具有不同的形状、或者可以由支撑板11形成。

放置装置允许将镜片构件3放置成以便使镜片构件暴露于光源5所发射并被反射镜7反射的光线或光束。如前面所提到的，光线或光束也可以由滤光器9根据特定图案图像进行过滤。放置装置被配置成将镜片构件3放置在被配置成向镜片构件3应用光学镜片制造操作的制造设备上。

在图1A所展示的实施例中，装置1还包括反射镜15。反射镜15被配置成将被镜片构件3折射的光线或光束朝向处理装置反射。如前面所解释的，支撑板11由透明材料制成，以使被镜片构件3折射的光线或光束穿过。

处理装置包括光学传感器17和处理单元19。光学传感器17被配置成检测被放置在制造设备上的镜片构件3的至少一个固有光学特征。光学传感器17可以包括多个传感器。

固有光学特征是镜片构件3固有的、并且允许表征或限定镜片构件的光学特性中的一个或多个光学特性。这样的固有光学特征可以因先前的制造操作而产生、或者可以并非因先前的制造操作而产生。在任何情况下，在此必须理解的是，这种固有光学特征并非为了使镜片构件3能够定位在制造设备上而专门提供给该镜片构件。

一个或多个固有光学特征可以包括例如曲率分布、由若干不同特性形成的图案、偏振轴、色调渐变、柱镜轴位、或由至少一个元件提供的光学功能，该光学功能用于防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓眼睛的异常屈光的进展。

有利地，至少一个固有光学特征是镜片构件3的旋转变体。

光学传感器17可以包括被布置成获取镜片构件3的图像的图像传感器，例如相机。可以对所获取的图像进行处理，以便于检测被放置在制造设备上的镜片构件3的一个或多个固有光学特征。

处理单元19被配置成基于至少一个固有光学特征来确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置或取向。当然，处理单元19可以被配置成确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置和取向两者。

必须注意的是，镜片构件3在制造设备的框架中的位置可以由制造设备的框架中的参考定位点的位置来表征。

特别地，处理单元19被布置成分析光学传感器17所获取的数据。例如，当光学传感器17包括图像传感器时，处理单元19被布置成分析图像传感器所获取的镜片构件3的图像。显然地，处理单元19还可以被布置成分析被镜片构件3折射并由光学传感器17捕获的光线或光束。如前面详述的，被镜片构件3折射的光线或光束例如被反射镜15朝向光学传感器17反射。

在光学传感器17包括图像传感器并且镜片构件3的一个或多个图像由光学传感器17传输到处理单元19的特定情况下，该处理单元可以被布置成对接收到的图像应用图像处理。图像处理技术是本领域技术人员众所周知的常规技术，用于修改例如接收到的图像的清晰度、分辨率或比特率，更一般地修改与图像质量相关的任何类型的参数。

在图1A所展示的实施例中，处理单元19包括存储器21和处理器23。

存储器21被配置成存储指令，处理器23实施这些指令而致使处理单元19进行操作。此外，存储器21还被配置成存储光学传感器17所收集到的测量结果或数据。存储器21可以是易失性或非易失性存储器，并且在使用所存储的测量结果或数据确定镜片构件3的位置或取向之后，可以擦除这些测量结果或数据。

此外，存储器21可以被配置成存储处理单元19所接收到的信息。这样的信息可以由处理单元19的通信接口来接收。接收到的信息包括例如镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向。在这种情况下，处理单元19(更特别地，处理器23)可以被配置成估计镜片构件3的期望位置与所确定的位置之间的差异、或镜片构件3的期望取向与所确定的取向之间的差异。

根据实施例，装置1包括定位装置，该定位装置被布置成调节镜片构件3在制造设备上的位置或取向。定位装置例如被配置成使镜片构件3从镜片构件3的所确定的位置平移地移动、或者从镜片构件的所确定的取向旋转地移动。在处理单元19接收与镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或期望取向相关的信息的特定实施例中，定位装置可以用于补偿镜片构件3的期望位置与所确定的位置之间的估计差异、或镜片构件3的期望取向与所确定的取向之间的估计差异。

此外，装置1还可以包括阻挡装置(图1A中未示出)，该阻挡装置被布置成将镜片构件3阻挡在制造设备上的调节后的位置或取向。

替代性地，图1B展示了用于确定镜片构件3的位置或取向的装置2。

在此实施例中，镜片构件3不必放置在制造设备上。因此，装置2被配置成确定镜片构件3在已知框架中的位置和取向，该已知框架可以是附接到装置2的框架。然而，从框架(例如装置2的框架)到另一框架(例如制造设备的框架)的转变是已知的，使得确定镜片构件3在附接到装置2的框架中的位置或取向等同于确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置或取向。

如图1B所展示的，装置2包括显示单元4、固持器6、图像捕获单元8和处理单元10。

显示单元4被配置成显示可以被镜片构件3折射的一个或多个图像。例如，如图1B所展示的，显示单元4采用平面屏幕的形式，该平面屏幕被定位成使得屏幕与轴线A1正交，该轴线与镜片构件3的表面部分正交。

显示单元4被配置成例如根据包括亮区和暗区的多个相继的特定图案来照射镜片构件3。显示单元4还可以适合于显示至少一个滚动图案，并且适合于使此图案相对于固持器6在至少一个预定滚动方向上滚动。当然，显示单元4也可以适合于显示一个或多个固定图案，例如哈特曼矩阵(Hartmann matrix)。

显示单元4例如是背光LCD屏幕，其起到装置2的光源的作用。这种光源可以与图1A所展示的装置1的光源5相比较。于是，该LCD屏幕适合于使此滚动图案相对于固持器6在预定滚动方向上滚动。

图1B所展示的固持器6可以与图1A所展示的装置1的放置装置(即，支撑板11和固持器13)相比较。

有利地，固持器6是平面的、并且由透明材料制成。固持器6允许将镜片构件3放置成以便将镜片构件暴露于显示单元4所显示的图像。

装置2的图像捕获单元8可以与图1A所展示的装置1的光学传感器17相比较。在图1B所展示的实施例中，图像捕获单元8被布置成获取镜片构件3的图像。可以对所获取的图像进行处理，以便于检测由固持器6固持的镜片构件3的一个或多个固有光学特征，以便于确定镜片构件3在附接到装置2的框架中的位置或取向。图像捕获单元8例如是数码相机或数码摄像机。

如前面详述的，固有光学特征是镜片构件3固有的、并且允许表征或限定镜片构件的光学特性中的一个或多个光学特性。这样的固有光学特征可以因先前的制造操作而产生、或者可以并非因先前的制造操作而产生。在任何情况下，在此必须理解的是，这种固有光学特征并非为了使镜片构件3能够定位在制造设备上而专门提供给该镜片构件。

最后，处理单元10被配置成基于至少一个固有光学特征来确定镜片构件3在附接到装置2上的框架中的位置或取向。当然，处理单元10可以被配置成确定镜片构件3在装置2的框架中的位置和取向两者。

镜片构件3在装置2的框架中的位置可以由装置2的框架中的参考定位点的位置来表征。

特别地，处理单元10被布置成分析图像捕获单元8所获取的图像。

至于装置1的处理单元19，装置2的处理单元10可以被布置成对接收到的图像应用图像处理。图像处理技术是本领域技术人员众所周知的常规技术，用于修改例如接收到的图像的清晰度、分辨率或比特率，更一般地修改与图像质量相关的任何类型的参数。

在图1B所展示的实施例中，处理单元10包括存储器(图1B中未示出)和处理器12。

存储器被配置成存储指令，处理器12实施这些指令而致使处理单元10进行操作。此外，处理单元10的存储器还被配置成存储图像捕获单元8所捕获的图像。处理单元10的存储器可以是易失性或非易失性存储器，并且在使用所存储的图像确定镜片构件3的位置或取向之后，可以擦除这些图像。

此外，处理单元10的存储器可以被配置成存储处理单元10所接收到的信息。这样的信息可以由处理单元10的通信接口来接收。接收到的信息可以包括用于转换框架(例如从装置2的框架转换到制造设备的框架)的公式。处理器12因此被配置成基于镜片构件3在附接到装置2的框架中的位置或取向来确定镜片构件3在制造设备的框架中的对应的位置或取向。

当然，装置2的处理单元10的操作与装置1的处理单元19的操作是可比较的，并且可以由处理单元19接收的信息、特别是镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向也可以由处理单元10接收。

此外，图1B所展示的装置2还可以包括用于将镜片构件3定位在制造设备上的机械系统，该机械系统包括例如铰接臂。机械系统被配置成夹持被放置在固持器6上的镜片构件3并将该镜片构件移动到制造设备。这种机械系统是本领域技术人员熟知的，并且在与将镜片构件从一个设备移动到另一个设备相关的文献中被广泛描述。

现在，下文将参考图2和图3更详细地描述用于定位镜片构件的方法。

一般而言，图2所展示的方法可以被认为是用于定位镜片构件(比如镜片构件3)的方法。然而，根据下文所描述的各个步骤或操作，技术人员应当理解，该方法可以是用于确定镜片构件3的位置或取向的方法，而且还可以是用于定位镜片构件3的方法、或甚至是用于向镜片构件3应用光学镜片制造操作的方法。该方法的性质取决于最后执行的是图2所展示的步骤中的哪个步骤。相同的考虑也适用于上述装置1。

在该方法的上下文中，镜片构件3旨在被定位在被配置成向镜片构件3应用光学镜片制造操作的制造设备上。

如果镜片构件3是镜片坯件或半成品镜片，则制造设备可以是用于对镜片构件3进行阻挡、表面处理、上墨、雕刻或抛光的设备。相反地，如果镜片构件3是成品镜片，则制造设备可以是配镜师使用的磨边设备，以将镜片构件3成形为便于安装在眼镜架中的期望形式。

应当注意，在下文中，主要参考图1A所示的装置1来描述该方法。当然，技术人员应当理解，也可以利用图1B所展示的装置2执行相同的方法。仍然会存在一些微小的差别。例如，装置2首先确定镜片构件3在装置2的框架中的位置或取向，然后确定在镜片构件3将要被放置在其上的制造设备的框架中的对应的位置或取向。此外，显示单元4所显示的图像或图案被镜片构件3直接折射，而不使用反射镜来反射显示单元4所发射的光线或光束。

更具体地，在以下对该方法的描述中，装置1似乎可以替换为装置2。因此，光源5(可能地，与滤光器9组合)可以替换为显示单元4。光学传感器17可以替换为图像捕获单元8。最后，处理单元19可以替换为处理单元10，而处理器23可以替换为处理器12。

在步骤S1中，将镜片构件3放置在被配置成向镜片构件3应用光学镜片制造操作的制造设备上。

在参考图1A所描述的实施例中，使用装置1的放置装置将镜片构件放置在制造设备上。更特别地，由设置在支撑板11的中心处的固持器13来固持镜片构件3。典型地，支撑板11是平面的、并且由透明材料制成。

在图1B所示的实施例中，镜片构件3被放置在装置2的固持器6上，而不是被放置在制造设备上。实际上，只有在已经确定镜片构件3在装置2的框架中的位置或取向之后，才会将镜片构件3放置在制造设备上。

在步骤S2中，提供镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向。当然，可以提供镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置和取向两者。

镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向例如由处理单元19接收并且可以存储在处理单元19的存储器21中。

在步骤S3中，装置1的光学镜片17检测镜片构件3的至少一个固有光学特征。光学传感器17可以检测镜片构件3的单个固有光学特征以及多个固有光学特征。

如上文所解释的，光学传感器17可以包括被布置成获取镜片构件3的图像的图像传感器。更一般地，光学传感器17获取与被镜片构件3折射的光线或光束相关的数据或测量结果。

在步骤S4中，处理单元19基于至少一个固有光学特征来确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置或取向。

处理单元19可以确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置和取向两者。当然，处理单元19可以使用镜片构件3的单个固有光学特征或多个固有光学特征。

现在将参考图3(该图描述了对应于不同的固有光学特征的不同实施例)更详细地描述检测镜片构件3的一个或多个固有光学特征的步骤S3和确定镜片构件3的位置或取向的步骤S4。

在光学传感器17包括图像传感器(例如相机)的第一情况下，步骤S3对应于单个子步骤S31。

在子步骤S31中，图像传感器获取镜片构件3的图像。在这种情况下，固有光学特征可以是曲率分布、若干不同的光学特性、色调渐变、或由至少一个元件提供的光学功能，该光学功能用于防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓眼睛的异常屈光的进展。

当然，也可以使用图1B所展示的装置2。在此实施例中，由图像捕获单元8获取镜片构件3的图像。

例如，镜片构件3的固有光学特征是曲率分布。通过使用图像传感器获取镜片构件3的图像来检测曲率分布。

当所考虑的固有光学特征是镜片构件3的曲率分布时，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置、并且根据一组子步骤S41、S42、S43、S44和S47来实施。

在子步骤S41中，处理单元19接收与镜片构件3的参考定位点和理论曲率两者相关的信息。接收到的信息可以被存储在存储器21中。

根据实施例，该信息包括提供给处理单元19的理论表面。理论表面的特征在于期望的曲率分布。在实施该方法之前已经确定了此曲率分布，以便满足处方并矫正视力障碍。此外，处理单元19接收到的信息包括参考定位点在理论表面上的位置。此位置可以被定义为一组坐标。

附加地或替代性地，该信息可以包括参考定位点处的预定曲率值，特别是当理论表面仅在参考定位点处达到此预定曲率值时。

在子步骤S42中，将曲率映射函数应用于光学传感器17的图像传感器所获取的图像，以生成镜片构件3的曲率分布图。

在子步骤S43中，处理单元19确定参考定位点在制造设备的框架中的位置。

在信息包括期望的曲率分布以及参考定位点在理论表面上的位置的实施例中，处理单元19确定镜片构件3的所生成的曲率分布的哪个位置和取向与期望的曲率分布吻合或拟合。换言之，处理单元19将期望的曲率分布与镜片构件3的所生成的曲率分布图进行比较，以基于参考定位点在理论表面上的位置来确定镜片构件3的参考定位点在制造设备的框架中的位置。

处理单元19将相继的平移和旋转应用于镜片构件3的所生成的曲率分布图，并且在每次移位之后计算镜片构件3的所生成的曲率分布与理论表面的期望的曲率分布的偏差。此计算可以包括最小二乘法，即，镜片构件3的所生成的曲率分布与期望的曲率分布之间的曲率差的平方之和。

因此，一旦处理单元19已经确定了镜片构件3的所生成的曲率分布图的、使得与理论表面的期望的曲率分布的偏差最小化的位置和取向，就可以确定参考定位点在制造设备的框架中的位置。

现在参考信息包括参考定位点处的预定曲率值的实施例。在这种情况下，足以确定镜片构件3的表面在所生成的曲率分布图的哪个点处达到此预定曲率值，以通过一对一对应关系推断出参考定位点的位置。

所生成的图允许例如将镜片构件3的表面的每个点与对应的测得曲率值相关联。镜片构件3的表面的每个点可以由制造设备的框架中的三维坐标来表征，而曲率由与相关联点处的曲率半径的倒数相对应的值来表征。由于参考定位点的曲率是预定的，而且镜片构件3的表面仅在参考定位点处在特定情况下达到该曲率，因此可以在所生成的图中找到此曲率值，然后直接确定参考定位点的三维坐标。

最后，在子步骤S47中，处理单元19基于参考定位点的位置来确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置。

如上文所提到的，固有光学特征可以对应于形成图案的若干不同特性。在此再次地，通过使用图像传感器获取镜片构件3的图像来检测不同特性。

在图4中更详细地展示了所考虑的固有光学特征对应于形成镜片构件3的图案的若干不同特性的实施例的示例。

更特别地，图4展示了具有多个不同特性CH的镜片构件3的截面视图。所示的镜片构件3的截面例如与图1A所示的轴线A1正交。在本发明的上下文中，光学特性CH是固有的，这意味着并非出于确定镜片构件3的位置或取向的特定目的而有意地在镜片构件3上蚀刻或雕刻出光学特性CH。此实施例在此旨在利用对应于漫射元件的固有光学特性CH。

在图4所展示的示例中，图像传感器通过在子步骤S31中获取镜片构件3的图像来检测光学特性CH。更特别地，图像传感器检测镜片构件3的三个光学特性。

仍然参考所考虑的固有光学特征对应于若干不同光学特性CH的实施例，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置和取向两者、并且根据一组子步骤S44、S47和S48来实施。

在子步骤S44中，处理单元19处理光学传感器17的图像传感器所获取的图像，以找到多个不同特性CH的位置。

有利地，对所获取的图像的处理包括在所获取的图像上定位预定几何图形，使得预定几何图形经过所找到的多个不同特性。

在图4所展示的实施例中，光学传感器17的图像传感器已经检测到三个光学特性CH。在子步骤S44中，处理单元19定位预定几何图形GF，该预定几何图形在此对应于矩形。此矩形经过这三个光学特性CH并且经过可能尚未被图像传感器检测到的其他光学特性。

有利地，处理单元19基于预定几何图形的位置来确定参考定位点RPP的位置。在图4所展示的示例中，参考定位点RPP对应于几何图形GF的几何中心，该几何图形在此是矩形。

在子步骤S47中，处理单元19(更确切地，处理器23)根据几何图形在经处理的图像上的位置来推断镜片构件3在制造设备的框架中的位置。镜片构件3在制造设备的框架中的位置例如基于参考定位点RPP的位置来确定。在图4所展示的特定实施例中，其中固有光学特征对应于若干不同的光学特性CH并且其中处理单元19处理所获取的图像以定位对应于矩形的几何图形GF，镜片构件3在制造设备的框架中的位置基于参考定位点RPP的位置。

在子步骤S48中，处理单元19还可以根据几何图形在经处理的图像上的取向来推断镜片构件3在制造设备的框架中的取向。

此外，固有光学特征可以是色调渐变。色调渐变也通过使用图像传感器获取镜片构件3的表面的图像来检测。

当固有光学特征是色调渐变时，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向、并且根据一组子步骤S45、S46和S48来实施。

在子步骤S45中，提供镜片构件3的表面上的色调变化的预定函数。色调变化的预定函数例如由处理单元19接收、然后存储在存储器21中。

在子步骤S46中，处理单元19处理光学传感器17的图像传感器所获取的图像，以计算表征镜片构件3的表面上的色调变化的函数。

在子步骤S48中，处理单元19通过将计算所得函数与镜片构件3的表面的色调变化的预定函数进行比较来推断镜片构件3在制造设备的框架中的取向。

最后，如前面所提到的，镜片构件3的固有光学特征可以是由至少一个元件提供的光学功能，该光学功能用于防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓眼睛的异常屈光的进展。在这种情况下，每个光学元件例如是微透镜。通过使用图像传感器获取镜片构件3的图像来检测光学功能。

如上文所解释的，当用于实现该方法的装置是图1B所展示的装置2时，由图像捕获单元8获取镜片构件3的图像。

当所考虑的固有光学特征是镜片构件3的光学功能时，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置和取向两者、并且根据一组子步骤S44、S47和S48来实施。因此，此实施例类似于固有光学特征对应于若干不同光学特性CH的实施例。

在子步骤S44中，处理单元19处理光学传感器17的图像传感器所获取的图像，以找到一个或多个光学元件的位置。

有利地，处理单元19基于所找到的光学元件的位置来确定参考定位点RPP的位置。

在子步骤S47中，处理单元19(更确切地，处理器23)根据光学元件在经处理的图像上的位置来推断镜片构件3在制造设备的框架中的位置。镜片构件3在制造设备的框架中的位置例如基于参考定位点RPP的位置来确定。

当每个光学元件是微透镜而使得镜片构件3具有微透镜阵列时，图像处理特别有效。

在子步骤S48中，处理单元19还可以根据光学元件在经处理的图像上的取向来推断镜片构件3在制造设备的框架中的取向。

在镜片构件3的固有光学特征是偏振轴的第二情况下，步骤S3对应于一组子步骤S32、S33和S34。

在子步骤S32中，确定入射在镜片构件3上的光线的偏振。关于入射光线的偏振的信息例如在装置1的光源5处已知。然后，此信息被传输到处理单元19并且可以存储在存储器21中以供处理器23使用。

在子步骤S33中，确定相同光线但被镜片构件3折射之后的偏振。典型地，经折射的光线的偏振由光学传感器17来测量。实际上，如图1A所展示的，经折射的光线可以被反射镜15朝向光学传感器17反射。

最后，在子步骤S34中，通过将光线在被镜片构件3折射之前和之后的偏振进行比较来推断镜片构件3的偏振轴。这种比较例如由处理单元19(更确切地，处理器23)在从光源5接收到关于所发射的光线的偏振的信息之后并且在从光学传感器17接收到被镜片构件3折射的光线的测得偏振之后执行。

当固有光学特征是偏振轴时，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向、并且根据单个子步骤S48来实施。

在子步骤S48中，处理单元19基于偏振轴确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向。

在镜片构件3的固有光学特征是柱镜轴位的第三情况下，步骤S3对应于一组子步骤S35、S36和S37。

在图5中更详细地展示了所考虑的固有光学特征是镜片构件3的柱镜轴位的实施例的示例。

在子步骤S35中，将图案图像PI放置在镜片构件3前方。如图1A所展示的，图案图像可以被安装在滤光器9中。滤光器9接收光源5所发射并被反射镜7反射的光线或光束。滤光器9布置在反射镜5与镜片构件3之间。滤光器9例如与轴线A1正交，该轴线与镜片构件3的表面部分正交。

在图5所展示的实施例中，图案图像PI具有圆形形状。当然，可以使用多个其他图案。

在子步骤S36中，光学传感器17的图像传感器获取图案图像PI通过镜片构件3的经折射的图像。如图5所示的示例中所展示的，图案图像PI由于镜片构件3的柱镜轴位而被折射。由于镜片构件3的柱镜轴位，圆于是表现为倾斜的椭圆，即以一定角度看到的圆。椭圆的轴线的倾斜度使得可以确定柱镜轴位。

在子步骤S37中，处理单元19通过将折射之前的图案图像PI与图案图像PI的经折射的图像进行比较来推断镜片构件3的柱镜轴位。折射之前的图案图像PI典型地是处理单元19已知的。例如，与图案图像PI相关的信息可以被传输到处理单元19并且存储在存储器21中以供处理器23使用。

当固有光学特征是柱镜轴位时，步骤S4对应于确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向、并且根据单个子步骤S48来实施。

在子步骤S48中，处理单元19基于柱镜轴位确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向。

本领域技术人员应当理解，可以检测若干固有光学特征以确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置和取向两者。通过利用附加的固有光学特征，可以校正所确定的位置或取向。替代性地，如果固有光学特征用于仅确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置，则可以另外使用另一固有光学特征来确定镜片构件3的取向。因此，前面描述的实施例可以进行组合。

例如，光学传感器17可以检测镜片构件3的柱镜轴位以确定镜片构件3在制造设备的框架中的取向，并且还可以检测镜片构件3的曲率分布以确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置。

下文再次参考图2来描述该方法的其余部分。在该方法的这一点上，确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置或取向。有利地，通过处理单元19确定位置和取向两者。

如果所使用的装置是图1A所示的装置1，则确定镜片构件3在镜片构件3被放置在其上的制造设备的框架中的位置或取向。然而，如果使用图1B所示的装置2来执行该方法，则确定镜片构件3在装置2的框架中的位置或取向。于是使用处理单元10将此位置或取向转换到装置2的框架中。

此外，根据实施例，已经在步骤S2中提供了镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向。必须注意的是，提供镜片构件3在制造设备的框架中的期望位置或取向的步骤S2可以被设置在确定镜片构件3在制造设备的框架中的位置或取向的步骤S4之后。

在步骤S5中，处理单元19估计镜片构件3的期望位置与所确定的位置之间的差异、或镜片构件3的期望取向与所确定的取向之间的差异。

有利地，处理单元19估计镜片构件3的期望位置与所确定的位置之间的差异以及镜片构件3的期望取向与所确定的取向之间的差异。

在步骤S6中，通过使镜片构件3从镜片构件3的所确定的位置平移地移动来调节镜片构件3在制造设备上的位置，以便补偿镜片构件3的期望位置与所确定的位置之间的估计差异。替代性地或附加地，通过使镜片构件3从镜片构件3的所确定的取向旋转地移动来调节镜片构件3在制造设备上的取向，以便补偿镜片构件3的期望取向与所确定的取向之间的估计差异。

如前面所解释的，装置1可以包括定位装置，该定位装置被布置成调节镜片构件3在制造设备上的位置或取向。定位装置例如被配置成使镜片构件3从镜片构件3的所确定的位置平移地移动、或者从镜片构件的所确定的取向旋转地移动。在步骤S6中，可以使用定位装置将镜片构件3定位在制造设备上。

可选地，在步骤S7中，通过使用阻挡装置将镜片构件3阻挡在制造设备上的调节后的位置或取向。

阻挡装置防止镜片构件3在制造设备对镜片构件3应用制造操作期间移动。

阻挡装置可以包括要附接到镜片构件3的阻挡附件，使得镜片构件3可以可拆卸地紧固到制造设备。在制造操作之后，可以将仍然附接到镜片构件3的阻挡附件从制造设备移除并放置在另一制造设备上。

最后，在步骤S8中，镜片构件在其上被阻挡的制造设备对镜片构件应用制造操作。

制造设备例如是用于对镜片构件3进行阻挡、表面处理或抛光的设备，尤其是当镜片构件3是镜片坯件或半成品镜片时。当镜片构件是成品镜片时，制造设备还可以是配镜师使用的磨边设备，以将镜片构件3成形为便于安装在眼镜架中的期望形式。

Claims (15)

1.一种方法，包括：

-使用光学传感器(17，8)检测(S3)要被定位在制造设备上的镜片构件(3)的至少一个固有光学特征，所述制造设备被配置成对所述镜片构件应用光学镜片制造操作；以及

-使用处理单元(19，10)基于所述至少一个固有光学特征来确定(S4)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

-提供(S2)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的期望位置或取向；

-估计(S5)所述镜片构件的期望位置与所确定的位置之间的差异、或所述镜片构件的期望取向与所确定的取向之间的差异；以及

-通过使所述镜片构件从所述镜片构件的所确定的位置平移地移动或从所述镜片构件的所确定的取向旋转地移动来调节(S6)所述镜片构件在所述制造设备上的位置或取向，以便补偿所述差异。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括通过使用阻挡装置将所述镜片构件阻挡(S7)在所述制造设备上的调节后的位置或取向。

4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置由所述制造设备的框架中的参考定位点(RPP)的位置来表征。

5.如权利要求4所述的方法，所述至少一个固有光学特征包括曲率分布，其中，通过使用图像传感器获取(S31)所述镜片构件的图像来检测所述曲率分布，并且其中，如下确定所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置：

-提供(S41)由期望的曲率分布表征的理论表面以及所述参考定位点在所述理论表面上的位置；

-将曲率映射函数应用(S42)于所述处理单元所获取的图像，以生成所述镜片构件的曲率分布图；并且

-将所述期望的曲率分布与所述镜片构件的所生成的曲率分布图进行比较(S43)，以基于所述参考定位点在所述理论表面上的位置来确定所述镜片构件的参考定位点在所述制造设备的框架中的位置。

6.如前述权利要求之一所述的方法，所述至少一个固有光学特征包括形成图案的若干不同特性(CH)，其中，通过使用图像传感器获取(S31)所述镜片构件的图像来检测所述不同特性，并且其中，如下确定所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向：

-使用所述处理单元处理(S44)所获取的图像以找到多个不同特性的位置；并且

-由此推断(S47，S48)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向。

7.如权利要求6所述的方法，其中，对所述所获取的图像的处理包括将预定几何图形(GF)定位在所述所获取的图像上，使得所述预定几何图形经过所找到的多个不同特性，并且其中，分别根据所述几何图形在经处理的图像上的位置或取向来推断所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向。

8.如前述权利要求之一所述的方法，所述至少一个固有光学特征是所述镜片构件的旋转变体，其中，所述镜片构件在所述制造设备的框架中的取向是基于所述旋转变体来确定的。

9.如权利要求8所述的方法，所述至少一个固有光学特征包括偏振轴，其中，如下检测所述偏振轴：

-确定(S32)入射在所述镜片构件上的光线的偏振；

-确定(S33)所述光线在被所述镜片构件折射之后的偏振；并且

-由此通过将所述光线在折射之前和之后的偏振进行比较来推断(S34)所述镜片构件的偏振轴；

其中，基于所述偏振轴来确定(S48)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的取向。

10.如权利要求8或9所述的方法，所述至少一个固有光学特征包括色调渐变，其中，通过使用图像传感器获取(S31)所述镜片构件的表面的图像来检测所述色调渐变，并且其中，如下确定所述镜片构件在所述制造设备的框架中的取向：

-提供(S45)所述镜片构件的所述表面上的色调变化的预定函数；

-处理(S46)所获取的图像以计算表征所述镜片构件的所述表面上的色调变化的函数；并且

-由此通过将计算所得函数与所述预定函数进行比较来推断(S48)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的取向。

11.如权利要求8至10之一所述的方法，所述至少一个固有光学特征包括柱镜轴位，其中，如下检测所述柱镜轴位：

-将图案图像(PI)放置(S35)在所述镜片构件前方；

-使用图像传感器获取(S36)所述图案图像通过所述镜片构件的经折射的图像；并且

-由此通过将折射之前的所述图案图像与所述图案图像的经折射的图像进行比较来推断(S37)所述镜片构件的柱镜轴位；

其中，基于所述柱镜轴位来确定(S48)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的取向。

12.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述镜片构件包括至少一个光学元件，所述至少一个固有光学特征包括所述至少一个光学元件的光学功能，所述光学功能用于防止在标准配戴条件下在配戴者眼睛的视网膜上的聚焦，以便减缓所述眼睛的异常屈光的进展，其中，通过使用图像传感器获取(S31)所述镜片构件的图像来检测所述光学功能，并且其中，如下确定所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向：

-使用所述处理单元处理(S44)所获取的图像以找到所述至少一个光学元件的位置；并且

-由此推断(S47，S48)所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向。

13.一种由镜片构件制造光学镜片的制造方法，所述制造方法包括使用至少一个制造设备实施的一个或多个光学镜片制造操作，其中，使用如前述权利要求之一所述的方法来执行至少一个光学镜片制造操作(S8)。

14.一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令用于当所述指令被至少一个处理器(23，12)执行时实施如权利要求1至12之一所述的方法或如权利要求13所述的制造方法。

15.一种装置(1，2)，包括：

-光学传感器(17，8)，所述光学传感器被配置成检测要被定位在制造设备上的镜片构件(3)的至少一个固有光学特征，所述制造设备被配置成对所述镜片构件应用光学镜片制造操作；以及

-处理单元(19，10)，所述处理单元被配置成基于所述至少一个固有光学特征来确定所述镜片构件在所述制造设备的框架中的位置或取向。