DE19646360A1 - Technische Vorrichtung zur Bestimmung und Markierung ausgewählter Parameter von Brillengläsern mit Hilfe einer Bildverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß unter Hinzunahme einer kreisrunden Marke die Änderung desselben hinsichtlich der geometrischen Gestalt, der geometrischen Größe und der Lage mit einer CCD-Kamera erfaßt wird.

Eine Kamera erfaßt einen kreisrunden Punkt, dessen scheinbare Form durch Einschieben der zu bestimmenden Linse in den Strahlengang verändert wird. Der kreisrunde Punkt wird in Abhängigkeit der optischen Wirkung der Linse in Form, Größe und in der Lage verändert. Die Veränderungen des kreisrunden Punktes werden von einer digitalen Bildverarbeitungsanlage erfaßt und ausgewertet.

Das Gerät ist in erster Linie für die Bestimmung des bildseitigen Scheitel­ brechwertes, sowie zur Markierung des optischen Zentrums sphärischer Linsen und der Achse bei zylindrischen Linsen gedacht. Dies ist besonders zur Bestimmung von Korrektionsgläsern wichtig, da erstens Linsen unterschiedlicher Brennweite identische Schnittweiten haben können und dadurch leicht austauschbar sind, und zweitens die korrekte Anzeichnung der Achse bei zylindrisch wirkenden Linsen Bedingung zur Korrektur der astigmatischen Fehlsichtigkeit ist.

Klassische Scheitelbrechwertmeßgeräte bedienen sich einer Meßmarke, einer Zusatzlinse sowie einer Mechanik zur Verstellung der Meßmarke. Diese Meßmarke läßt sich im Zusammenspiel mit dem Prüfling scharf abbilden. Dadurch läßt sich die Wirkung des Prüflings ermitteln. Diese Art der subjektiven Bestimmung des Scheitelbrechwertes erfordert ein hohes Maß an Geschicklichkeit, sowie gute theoretische Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, da sonst vor allem bei astigmatisch wirkenden Korrektionsgläsern Fehlbestimmungen möglich sind.

Der Markierungsprozeß bei klassischen Scheitelbrechwertmeßgeräten ist durch eine Anzeichnungsmechanik in dergestalt gelöst, daß eine klappbare Mechanik manuell durch den Bediener, nach manueller Ausrichtung der Korrektionslinse, bedient wird.

Bei dem vorliegenden Gerät ist aufgrund des Meßprinzips keine mechanische Scharfstellung einer Meßmarke nötig, da die Prüflinse im Zusammenwirken mit dem Kameraobjektiv ein Bild erzeugt. Die Größe des Bild ist abhängig von der Wirkung der Prüflinse. Der Bediener ließt die Brillenglasparameter von dem Display ab.

Die zu prüfende Linse verformt den Strahlengang je nach Wirkung divergent oder konvergent. Weiterhin wird durch astigmatisch wirkende Korrektionsgläser die kreisrunde Meßmarke in ein ellipsenförmiges Gebilde umgewandelt. Auch ein Versatz aufgrund der prismatischen Wirkung eines Korrektionsglases durch entweder unrichtige Zentrierung desselben oder durch die spezielle Gestaltung der Linse kann bestimmt werden.

Dabei ist die Rechnerleistung des Meßgerätes so ausgelegt, daß der Bediener beim Drehen der Linse die Achslage in Echtzeit übermittelt bekommt. Durch diese Auslegung entfallen unnötige Wartezeiten des Bedieners und der Meßvorgang wird beschleunigt.

Weiterhin ist die Mechanik des vorliegenden Gerätes so ausgebildet, daß der Bediener den Zentriervorgang und den Achseinstellungsvorgang getrennt durchführen kann. Nachdem die Linse auf das optische Zentrum hin ausgerichtet ist, wird diese mit einer Festhaltemechanik in Ihrer Lage fixiert, so daß die anschließende Einstellung der Zylinderachse nicht die optische Zentrierung beeinflußt. Diese Entkopplung der Arbeitsgänge (Zentrierung des Brillenglases, Einstellung der Achse des Zylinders) erleichtert in erheblichen Maße die Einpassung des Brillenglases in die Brillenfassung und beugt dadurch der Fehleinpassung vor. Das Ergebnis ist eine höhere Einpaßgenauigkeit des Brillenglases.

Claims (6)

1. Meßprinzip:
Das Meßprinzip beruht auf der Lupenvergrößerung. Der Prüfling wird in einem definierten Abstand vor das bekannte CCD-Objektiv fixiert. Durch die Wirkung des Prüflings verlagern sich die Hauptebenen. Bei Brillengläser mit positiver Wirkung verlagert sich die bildseitige Hauptebene in nach links in Richtung Prüfling. Bei Brillengläser mit negativer Wirkung verlagert sich die bildseitige Hauptebene nach rechts in Richtung des Sensors (objektseitige Hauptebenen verlagern sich genau umgekehrt). Je stärker die Wirkung des Prüflings wird, desto größer ist die Verschiebung. Durch diese Verschiebung der Hauptebenen verändern sich die Objekt- und Bildweiten, wodurch sich die Vergrößerung des optischen Systems ändert.

2. Anordnung von Hardware zur Bestimmung von ausgewählten Parametern (bildseitige Schnittweite) einer Linse mit

• a) ersten für die Handhabung geeigneten Mitteln zum Fotographieren vorhandener Meßmarken-Geometrien;
• b) zweiten Mitteln zum Empfang und zur Speicherung des mit den ersten Mitteln fotographierten Bildes und zum Erkennen der Meßmarken-Geometrien (Hardware);
• c) dritten Mitteln zum Umwandeln der aus den zweiten Mitteln herrührenden Meßmarken- Geometrie- Daten in physikalische Angaben/Scheitelbrechwert (Software),
  dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Mittel
  a1. eine Kamera, oder eine CCD-Kamera verwendet wird, die mit den zweiten Mitteln verbunden ist.
• a2. eine vollautomatische Durchführung der Bestimmung der Parameter von Beginn der Messung bis zur Ergebnisausgabe gewährleistet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bilddigitalisierung entweder die in der Kamera integrierte oder eine gesonderte Digitalisierungsvorrichtung im nachgeordneten Mikroprozessor-System verwendet wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Mittel ein Bildverarbeitungs-System die Signale der Kamera auswertet, die Daten archiviert und bis zur Ergebnisausgabe über ein Anzeigeelement verarbeitet.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ist, daß im zweiten Mittel eine Software integriert ist, die in der Lage ist, die von der Kamera gelieferten Signale in zahlenmäßige Angaben umzuwandeln und ohne gesonderte Steuerung durch den Benutzer auskommt, wobei erforderlichenfalls die Möglichkeit einer Einflußnahme des Bedieners auf den Programmablauf gegeben ist.

6. Anordnung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Achse einer zylindrisch wirkenden Linse (Nullgrad-Achse und Zylinderachse) mit

• a) ersten einer geeigneten Mechanik zum Anfahren der zur markierenden Achse;
• b) zweiten Mittel zum Anzeichnen der aus den ersten Mitteln herrührenden Achslage,
  dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Mittel
  a1. ein durch ein Kugellager drehbar gelagertes Dreibein, welches das Brillenglas oder die Brille aufnimmt, wobei das Gegenstück (Blende) ebenfalls unter Hinzunahme eines Kugellagers drehbar gelagert ist, so daß bei Drehung des Prüflings das optische Zentrum nicht dejustiert wird.
  a2. kein weiteres Bedienelement nötig ist, um die Drehung des eingespannten Brillenglases durchzuführen.