DE69114360T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten und Positionieren von Linsen. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten und Positionieren von Linsen.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten und Positionieren einer Linse, so daß die Achse der Linse genau mit einer Halterung zum Fluchten gebracht und eine Oberfläche der Linse genau um eine konstante Entfernung von einem Bezugspunkt auf der Halterung positioniert wird. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf dein Gebiet der Herstellung Von Kontaktlinsen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei der Herstellung von Linsen bestimmt der Genauigkeitsgrad des Ausrichtens einer teilweise fertiggestellten Linse bezogen auf ihre Halterung, z.B. einen Dorn, den Grenzwert der Konzentrizität, der durch aufeinanderfolgende Bearbeitungsoperationen möglich ist. Ein hoher Grad an Konzentrizität ist bei der Herstellung von Linsen vorteilhaft, da ja eine größere Konzentrizität zu weniger Prismabildung führt. Die Genauigkeit des Positionierens des Scheitelpunktes der Linse bezogen auf einen Bezugspunkt oder eine Schulter der Halterung bestimmt die Genauigkeit der hergestellten Linsendicke. Ein hoher Grad an Konsistenz bei der Linsendicke ist vorteilhaft für die Herstellung von Linsen.
  • Ein Beispiel für die Verwendung dieser Erfindung ist die Herstellung von Kontaktlinsen. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Prinzipien der Erfindung können auch auf die Herstellung anderer Linsentypen zur Anwendung kommen. Nur zum Zweck eines Beispiels wird das Verfahren der Herstellung von Kontaktlinsen beschrieben.
  • Kontaktlinsen werden typischerweise vermittels einer komplexen mehrstufigen Operation hergestellt, wie in US-A-4,460,275 beschrieben, wobei die hergestellte Linse viele Präzisionsoperationen durchläuft. Wie in Fig. 1 gezeigt, formt generell die erste Stufe einer Herstellung eine polierte Linsenoberfläche auf einem Kunststoff-"Rohling". Die zweite Herstellungsstufe transferiert diese optische Linsenoberfläche auf einen Linsentragkörper, wobei die polierte Oberfläche mit einem geeigneten Material, wie beispielsweise einem Wachs oder einem Zement genau an einem Linsentragkörper so befestigt wird, daß eine zweite Oberfläche der Linse poliert werden kann. Diese Stufe wird im allgemeinen als Aufkitten einer Linse bezeichnet. Die dritte Stufe bildet eine polierte optische Oberfläche eines festen Durchmessers auf der zweiten Oberfläche der Linse, wodurch eine Kontakt linse gebildet wird. Die vierte Stufe beinhaltet das Entfernen der fertiggestellten Linse und das Polieren der Kanten der Linse in bekannter Weise.
  • Um eine Prismabildung zu minimieren und die Konzentrizität der hergestellten Linse zu maximieren und um die Dicke der hergestellten Linse genau zu steuern, ist es bedeutsam, eine Achse der Linse, beispielsweise die optische Achse, genau auszurichten und sicherzustellen, daß ein Teil der Linse, beispielsweise der Scheitelpunkt, genau in einer konstanten Entfernung von einem Bezugspunkt positioniert wird. Jedoch kann ein solches genaues Positionieren zeitaufwendig und schwierig zu erreichen sein, wenn es manuell erfolgt.
  • Während manche Versuche unternommen worden sind, diesen Prozeß in einem gewissen Ausmaß zu automatisieren, gelingt es dem bisherigen Stand der Technik nicht, die Resultate der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
  • Patent Abstracts of Japan, Band 10, Nummer 134 (M-479) und JP-A- 60-259365 offenbaren eine Linsenzentriervorrichtung, um ein Zentrieren der Linse vor dem Schleifen durchzuführen. Eine Laser-Lichtquelle sendet einen Lichtstrahl durch eine Linse, welche durch eine Linsen-Spannwelle gehalten wird und welche polierte Linsenflächen hat. Der Laser-Lichtpunkt wird von einem Lichtpunkt-Detektor empfangen, welcher eine x- und y-Koordinateninformation für den Lichtpunkt für einen Steuerbildschirm erzeugt, welcher Korrekturbefehle erzeugt. Ein erster Motor dreht die Linse in Übereinstimmung mit dem Befehl, und ein zweiter Motor bewegt eine Stange, um die Linse radial so zu verschieben, daß sie mit der Achse der Spannwelle zusammenfällt.
  • Angesichts des Vorstehenden ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
  • Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein automatisches Herstellungsverfahren zu sorgen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, für ein automatisches Ausrichten und Positionieren eines Werkstücks zu sorgen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Prismabildung bei der Herstellung einer Linse zu minimieren.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Konzentrizität bei der Herstellung einer Linse zu maximieren.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Steuerung der Dicke einer hergestellten Linse zu maximieren.
  • Es ist eine weitere Aufgabe, für eine größere Genauigkeit bei einem Herstellungsprozeß zu sorgen, als er gegenwärtig in der Technik typisch ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und auf eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4.
  • Die vorliegende Erfindung bietet mehrere deutliche Vorteile gegenüber den gegenwärtigen Verfahren für das Aufkitten von Kontaktlinsen. Sie sorgt für eine größere Genauigkeit, als sie typischerweise durch gegenwärtige Verfahren erreicht wird. Sie sorgt speziell für eine größere Genauigkeit bei der Konzentrizität und der Lage des Scheitelpunktes der Linse. Eine größere Genauigkeit bei der Konzentrizität bedeutet weniger Prismabildung bei der hergestellten Linse. Eine größere Genauigkeit beim Positionieren des Scheitelpunktes bedeutet eine bessere Steuerung der hergestellten Linsendicke.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Aufkittoperation für eine Linse.
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die in der Lage ist, die vorliegende Erfindung umzusetzen.
  • Fig. 3 ist ein Flußbild, das die Schritte für die Ausführung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine Vorrichtung gezeigt, um die Schritte der vorliegenden Erfindung in die Praxis umzusetzen. Speziell wird eine Ausricht- und Positioniervorrichtung für das Ausrichten und Positionieren eines Werkstücks offenbart, damit ein genaues Ausrichten unter Rechnersteuerung automatisch ohne die Notwendigkeit eines manuellen Ausrichtens durchgeführt werden kann.
  • In Fig. 2 wird eine Steuereinrichtung 1, wie beispielsweise ein Rechner oder ein Mikroprozessor gezeigt, welcher eine digitale Analysemöglichkeit hat und welcher funktionieren kann, um eine Bewegung eines X-Y-Z-Mikrometer-Objekttisches zu steuern. Die Steuereinrichtung ist so geeicht, daß sie die X- und Y-Abstände entsprechend der Breite eines Pixels bestimmen kann. Die Bewegung der Z-Achse erfolgt in kleinen, willkürlichen, aber bekannten Einheiten bezogen auf einen mit Z = 0 bezeichneten Bezugspunkt. Es ist auch eine CCD-Fernsehkamera 2 oder eine andere Vorrichtung in Form einer Kamera vorgesehen, um ein visuelles Bild zu erzeugen, wie nachstehend diskutiert wird. Ein Z-Achsenelement eines X-Y-Z-Mikrometer-Objekttisches ist als Element 3 angegeben. Die Z-Achse schließt weiterhin ein Mikroskop-Objektiv (vorzugsweise 2-20 x) oder eine andere geeignete Linsenkonstruktion 4, eine Einspannung oder andere geeignete Haltekonstruktion 5 für das Halten eines Linsentragkörpers 6 und eine Linse 7 ein, die an einer Halterungsbaueinheit 8 befestigt ist, ein. Die Halterungsbaueinheit 8 ist funktionell mit der X-Y- Achse eines X-Y-Z-Mikrometer-Objekttischs 9 verbunden.
  • Die Einspannung kann in der optischen Achse oder Sichtlinie (LOS) des Werkstücks montiert sein, wodurch die Kamera 2 das Werkstück durch eine hohle Einspannung sieht, oder die Einspannung kann auf der Seite in einem vorbestimmten Abstand von der optischen Achse montiert sein. Diese letztere Alternative wird in gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt die Kamera 2 ein Bild einer (nicht gezeigten) fokussierenden Fadenkreuzplatte, die in der optischen Bahn zwischen Objektiv 4 und Kamera 2 liegt. Dieses Bild wird digitalisiert, und es wird eine digitale Analyse durchgeführt, um die Lage des besten Brennpunktes zu bestimmen Je nach der Größe der gewünschten Geschwindigkeit und Genauigkeit, welche von Anwendung zu Anwendung verschieden ist, können verschiedene digitale Analysetechniken zur Anwendung kommen. Wie allgemein bekannt ist, besteht ein digitales Bild aus einer Vielzahl von Pixeln, wobei jedes Pixel eine eindeutige X- und Y-Koordinate hat. Für Pixel, die alle in der X-Y-Ebene liegen, ist die Z-Koordinate dieselbe für jedes Pixel. Jedes Pixel hat einen Intensitätspegel zwischen 0 (schwarz) und irgendeinem Wert N (weiß), welcher beispielsweise 256 sein kann. Diese Werte können auch als Graustufen bezeichnet werden. Häufig kann ein Schwellenwert für den Grau- oder Intensitätspegel vorbestimmt werden, so daß jedem Pixel, das einen Intensitätswert unter dem vorbestimmten Wert hat, ein Binärwert 0 (schwarz) zugeordnet und jedem Pixel, das einen Intensitätspegel über dem vorbestimmten Wert hat, ein Binärwert 1 (weiß) zugewiesen wird oder umgekehrt.
  • In Funktion kann ein Videobild einer fokussierenden Fadenkreuzplatte, die in der optischen Bahn zwischen dem Mikroskopobjektiv und der Videokamera liegt, durch Kamera 2 erzeugt und wie vorstehend digitalisiert werden. Dann werden unter Steuerung durch den Rechner 1 die Komponenten des X-Y-Z-Mikrometer-Objekttisches so bewegt, daß das Bild mit der optischen Achse der Videokamera zum Fluchten gebracht und das digitalisierte Fadenkreuzplattenbild des Linsenbrennpunktes fokussiert wird.
  • Dies kann durch Verwendung einer Zentrier-Subroutine eines Typs erfolgen, der allgemein bekannt ist. Kurz gesagt, die Information, die der Konfiguration der Fadenkreuzplatte entspricht (z.B. Größe, Gestalt, Raster usw.), wird in dem Rechner vorab gespeichert. Wenn ein Fadenkreuzplattenbild durch Reflexion von der Linse zurück zur Abbildungseinrichtung erzeugt wird, dann fällt das Fadenkreuzplattenbild in das Sichtfeld der Abbildungseinrichtung. (Wenn dies nicht der Fall ist, dann kann es unter Rechnersteuerung in das Sichtfeld gebracht werden). Unter Rechnersteuerung wird der X-Y-Objekttisch so verschoben, daß das Fadenkreuzplattenbild auf Basis der vorab gespeicherten Fadenkreuzplatteninformationen in der Mitte des Sichtfeldes angeordnet wird. Während des anfänglichen Einrichtens wird die Mitte der optischen Achse so hergestellt, daß sie der Mitte des Sichtfeldes für die Abbildungseinrichtung entspricht. Deshalb bewirkt ein Zentrieren des Fadenkreuzplattenbildes, daß die optische Achse der Linse mit der optischen Achse der Abbildungseinrichtung zum Fluchten gebracht wird. Die (X,Y)-Position, die diesem Zustand entspricht, wird in dem Rechner gespeichert.
  • Vorzugsweise wird während des anfänglichen Einrichtens die optische Achse des Halters 5 so ausgerichtet, daß das zum Fluchten Bringen der Linsenachse mit der Abbildungseinrichtung diese auch mit der Achse des Halters 5 zum Fluchten bringt.
  • Wenn einmal das Fadenkreuzplattenbild (der Linsen-Brennpunkt) in der Mitte der optischen Achse angeordnet ist, dann wird die Stellung der Z-Achse unter Rechnersteuerung so eingestellt, daß die Fadenkreuzplatte auf der Linsenoberfläche im Scheitelpunkt fokussiert ist.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform wird, um den Fokussiergrad zu bestimmen, ein Fokussieralgorithmnus verwendet, welcher nach Übergängen von hell zu dunkel entweder oberhalb oder unterhalb eines Schwellenwertes sucht. Alternativ ist es wünschenswert, einen Fokussieralgorithmus zu verwenden, welcher nach einer Änderung in der Intensität über einen gegebenen Bereich von Pixeln sucht. Zwei Techniken, welche gegenwärtig zur Anwendung kommen, um die Analysezeit herabzusetzen, sind die Mittelwertbildung von Gruppen von Pixeln mit einem Positionswert, der mit ihrem Ort konsistent ist oder das Analysieren jedes n-ten Pixels (wobei n irgendeine Zahl größer als oder gleich 1 ist). Der beste Fokus für einen Übergang von hell zu dunkel ist die Z-Position, welche die steilste Neigung bei der Grauwertdifferenz beim Bewegen in einer vorbestimmten Richtung in der X-Y-Ebene ergibt. Der beste Fokus insgesamt ist die Z- Position mit der höchsten durchschnittlichen Neigung für einen oder mehrere Übergänge von hell zu dunkel. Unter Anwendung eines oder mehrerer der vorstehenden Verfahren bestimmt der Rechner die Lage auf der Z-Achse, welche das schärfste Fadenkreuzplattenbild (den Linsen-Brennpunkt) erzeugt. Die diesem Wert entsprechende Z-Achsen-Position wird dann in dem zum Rechner 1 gehörigen Speicher abgespeichert.
  • Entsprechend dem Vorstehenden bestimmt das Zentrieren die genaue optische Mittellinie der Linse. Der Oberflächenfokus bestimmt die genaue Lage des Scheitelpunktes der Linse. Nachdem diese Positionen bestimmt und die den entsprechenden Positionen entsprechenden Informationen im Speicher des Rechners abgespeichert sind, kann der Linsentragkörper in die Einspannung 5 eingesetzt werden, welche an dem Mikroskop von Objektiv 4 festgemacht ist, und es wird Wachs auf die Basis-Krümmungsfläche aufgetragen. Der Rechner bewegt dann die Z-Achse nach unten bis zu einem Punkt über der Linse, welcher es ermöglicht, daß der Scheitelpunkt in der gewünschten Entfernung von der Bezugsstellung befestigt wird, was auf Basis der in dem Rechner gespeicherten Informationen erfolgt. Wenn alle gewünschten Operationen durchgeführt worden sind, dann bewegt der Rechner die Z-Achse wieder weg, so daß die Basiskrümmung, welche jetzt an dem Linsentragkörper befestigt ist, entfernt und das Verfahren für die nächste Linse wiederholt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein Flußbild gezeigt, welches die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Nachdem die Linse in einen Halter eingesetzt ist, der mit dem X- Y-Teil eines X-Y-Z-Mikrometer-Objekttisches verbunden ist, wird das von der Linse reflektierte Bild gesucht (301). Dies erfolgt durch Bewegen der Z-Achse, um das reflektierte Bild einer Fadenkreuzplatte oder einer Lichtquelle in den Brennpunkt irgendwo in dem Sichtfeld zu bringen. Dann werden X- und Y-Achsen-Bewegungen wenn nötig vorgenommen, um das reflektierte Bild in das Sichtfeld zu bringen. Dann wird das reflektierte Bild (oder ein Teil davon) in dem jeweiligen Sichtfeld mit Hilfe durch den Rechner gesteuerte Manipulation der X-Y-Stufen des X-Y-Z-Mikrometer- Objekttisches zentriert (302). Wenn das reflektierte Bild zentriert ist, dann wird die Stellung (X,Y), welche dieser Position entspricht, in einem zum Rechner gehörigen Speicher abgespeichert (303). Dann wird das zentrierte Bild durch rechnergesteuerte Manipulation der Z-Achsenstufe des X-Y-Z-Mikrometer-Objekttisches fokussiert (304). Wenn die Lage des besten Brennpunktes des reflektierten Bildes bestimmt ist, dann werden die Informationen, die dieser Position entsprechen, in einem Speicher abgespeichert, der zu dem Rechner gehört (305). Dann wird eine Bestimmung in der Hinsicht vorgenommen, ob die Zentrieroperation zu wiederholen ist oder nicht (306). Diese Bestimmung kann auf der Basis eines gewünschten Grades an Qualität und Genauigkeit und unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit vorgenommen werden, die gewünscht wird, um den Prozeß durchzuführen. Wenn nicht das gesamte reflektierte Bild innerhalb des Sichtfeldes liegt oder wenn eine erhöhte Genauigkeit gewünscht wird, dann können mehrere Zentrier- und Fokussieroperationen wünschenswert sein. Wenn gewünscht wird, den Zentrier-Fokussierprozeß zu wiederholen, dann wird durch den Rechner ein Steuersignal erzeugt, welcher bewirkt, daß Schritt 302 wiederholt wird. Wenn nicht gewünscht wird, das Zentrieren-Fokussieren zu wiederholen, dann geht die Steuerung zu Schritt 307 über, wo das Bild der Linsenoberfläche gesucht wird. Dann wird eine Fokussieroperation auf der Oberfläche der Linse durchgeführt (308). Die Informationen, welche der Lage des besten Brennpunktes der Oberfläche der Linse entsprechen, werden in einem Speicher registriert, der zu dem Rechner gehört (309). Dann wird ein Linsenkörperträger in einen Präzisionshalter eingesetzt (310), wird Wachs auf der Rückseite der Linse aufgetragen, so daß die Linse an dem Linsenkörperträger montiert werden kann (311) und verursacht eine rechnergesteuerte Bewegung auf Basis der gespeicherten Informationen, daß die Mitte des Linsenkörperträgers mit der optischen Achse der Linse zum Fluchten gebracht wird (312). Dann wird der Linsenkörperträger auf Basis der abgespeicherten Z-Informationen in der Z-Achse bewegt, um die genaue Verschiebung (Abstand oder Entfernung) bezogen auf einen Bezugspunkt zu erreichen (313). An diesem Punkt befindet sich die Linse in der richtigen Lage, um zusätzliche Bearbeitungsoperationen oder andere gewünschte Operationen durchzuführen (314). Nachdem alle gewünschten Operationen durchgeführt worden sind, kann der Linsenkörperträger (die Halterung) und die Linse entfernt werden (315). Dieser Prozeß kann dann für die nächste Linse wiederholt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum genauen Positionieren einer Linse (7), die zumindest eine Achse und einen Brennpunkt hat, bezüglich einer Halterung (6) und eines Bezugspunktes an der Halterung, bei dem eine axiale Position der Linse erfaßt wird (301), erste Informationen entsprechend der erfaßten axialen Position gespeichert werden (303) und eine optische Achse der Linse automatisch mit einer Achse einer Bildverarbeitungseinrichtung ausgerichtet wird (312), gekennzeichnet durch:
Erfassen (304) der Position des Brennpunktes der Linse (7);
Speichern (305) von zweiten Informationen, die der Position des Brennpunktes entsprechen;
automatisches Positionieren (313) des Brennpunktes der Linse (7) mit einem vorbestimmten Abstand vom Bezugspunkt; und
Verwenden der ersten und zweiten gespeicherten Informationen, um die Linse bezüglich der Halterung automatisch so zu positionieren, daß sich die Achse der Linse in optischer Ausrichtung mit der Halterung befindet (312) und daß der Brennpunkt mit einer vorbestimmten Entfernung von einem Bezugspunkt beabstandet ist (313);
wobei der Schritt des Erfassens (301) einer axialen Position der Linse (7) folgende Schritte umfaßt:
Anordnen einer Linse (7) in einer Befestigung (8), die an einem Abschnitt eines bewegbaren Trägers (9) angebracht ist;
Steuern des bewegbaren Trägers (9), um die Linse (7) in einem Sichtfeld einer Bildverarbeitungseinrichtung (4) zu bewegen;
Erzeugen eines ersten Videobildes eines Fokussier-Fadenkreuzes (2);
Digitalisieren (1) des ersten Videobildes und Analysieren des digitalisierten ersten Videobildes, um die Position des bewegbaren Trägers (9) zu erfassen, wodurch bewirkt wird, daß das erste Videobild (2) in der Mitte des Sichtfeldes der Bildverarbeitungseinrichtung (4) angeordnet wird, um dadurch die optische Achse der Linse mit einer optischen Achse der Bildverarbeitungseinrichtung auszurichten; und
wobei der Schritt des Erfassens (304) der Position des Brennpunktes der Linse (7) folgende Schritte umfaßt:
Erzeugen eines zweiten Videobildes eines Fokussier-Fadenkreuzes (2);
Bewegen des Fokussiers-Fadenkreuzes durch eine Anzahl von Positionen in einem Sichtfeld einer Bildverarbeitungseinrichtung (4);
Digitalisieren (1) des zweiten Videobildes und Analysieren des digitalisierten zweiten Videobildes des Fokussier- Fadenkreuzes bei dieser Anzahl von Positionen, um diejenige Position zu erfassen, bei der das Fokussier-Fadenkreuz am Brennpunkt der Linse (7) fokussiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Steuerungs-Schritt das Steuern des bewegbaren Trägers (9) umfaßt, um die Linse (7) in einem Sichtfeld einer Videokamera (4) zu bewegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schritte des Digitalisierens und Analysierens jeweils umfassen: das Auflösen der Videobilder in eine Vielzahl von Pixeln unter Verwendung eines Computers, wobei jedes Pixel eine eindeutige X-, Y- und Z-Koordinate mit einen Intensitätswert zwischen 0 (schwarz) und einem Wert N (weiß) hat, und das Zuordnen eines binären Wertes von 0 (schwarz) oder 1 (weiß) zu jedem Pixel in Abhängigkeit davon, ob dessen Intensitätswert oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt.
4. Positioniervorrichtung zum Positionieren einer Linse (7), mit:
einer Halterung (6), die in der Lage ist, die Linse (7) zu halten;
einer ersten Erfassungseinrichtung (1, 9) zum Erfassen einer axialen Position der Linse (7); einer ersten Speichereinrichtung (1) zum Speichern von Informationen, die der erfaßten axialen Position entsprechen; und
einer Einrichtung (9) zum automatischen Ausrichten einer Achse der Linse (7) mit einer Achse der Halterung (6);
gekennzeichnet durch:
eine zweite Erfassungseinrichtung (1, 3) zum Erfassen der Position des Brennpunktes der Linse (7);
eine zweite Speichereinrichtung (1) zum Speichern von Informationen, die der Position des Brennpunktes entsprechen;
eine Einrichtung (3) zum automatischen Positionieren des Brennpunktes der Linse (7) mit einem vorbestimmten Abstand von einem Bezugspunkt; und
eine Steuerungseinrichtung (9, 3), die auf die gespeicherten Informationen anspricht, um die Relativposition der Linse (7) bezüglich einer Halterung automatisch zu steuern, so daß sich die Achse der Linse (7) in optischer Ausrichtung mit der Halterung befindet und daß sich der Brennpunkt der Linse (7) mit einem vorbestimmten Abstand von einem Bezugspunkt befindet;
wobei die erste Erfassungseinrichtung aufweist:
eine Bildverarbeitungseinrichtung (2) mit einem Sichtfeld zum Erzeugen eines ersten Videobildes, welches die Position der Achse der Linse darstellt;
eine Einrichtung (1) zum Digitalisieren und Analysieren des ersten Videobildes; und
eine Steuerungseinrichtung (9), die auf das digitalisierte Videobild anspricht, um im Sichtfeld der Bildverarbeitungseinrichtung eine Bewegung der Linse (7) zu bewirken, um das Videobild im Sichtfeld der Bildverarbeitungseinrichtung zu zentrieren; und
wobei die zweite Erfassungseinrichtung aufweist;
eine Einrichtung (2) zum Erzeugen eines zweiten Videobildes, das die Qualität der Fokussierung einer Fokussiereinrichtung (4) bezüglich des Brennpunktes der Linse (7) darstellt;
eine Steuerungseinrichtung (3), um die Position der Fokussiereinrichtung (4) relativ zur Linse (7) zu bewegen; und
eine Einrichtung (1) zum Digitalisieren des zweiten Videobildes und zum Analysieren der Qualität der Fokussierung, die durch das digitalisierte zweite Videobild während der Relativbewegung bei einer Vielzahl von Positionen dargestellt wird, und ztiin Erfassen einer relativen Position der Fokussiereinrichtung (4) und der Linse (7) entsprechend der besten Fokussierung des zweiten Videobildes.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Einrichtung zum Digitalisieren und Analysieren der ersten und zweiten Videobilder einen Computer aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Steuerungseinrichtung, die auf die gespeicherten Informationen anspricht, und die Steuerungseinrichtung, die auf das digitalisierte Videobild anspricht, einen X-Y-Z-Mikrometer-Verfahrtisch aufweist.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4127094C2 (de) * 1991-08-16 1994-09-08 Wernicke & Co Gmbh Anlage zum Schleifen der optischen Oberflächen und/oder des Umfangsrandes von Brillengläsern
US5282016A (en) * 1992-07-29 1994-01-25 Hughes Aircraft Company Optical alignment by use of arrays of reflective or diffractive optical elements and detectors
US5794498A (en) * 1994-10-19 1998-08-18 Taylor Hobson Limited In-situ method and apparatus for blocking lenses
US5604583A (en) * 1995-03-20 1997-02-18 Bausch & Lomb Incorporated Computer vision inspection station
DE19527222C2 (de) * 1995-07-26 1997-09-04 Wernicke & Co Gmbh Anlage zum Schleifen wenigstens des Umfangsrandes von Brillengläsern und Verfahren zum rechnerischen Berücksichtigen der Position eines an einem Haltekopf der Anlage gehaltenen Brillenglasrohlings
US5818573A (en) * 1997-02-06 1998-10-06 Pbh, Inc. Opthalmic lens inspection system
US5919080A (en) * 1997-05-30 1999-07-06 Micro Optics Design Corporation Ophthalmic lens blocker
US6012965A (en) * 1997-10-07 2000-01-11 Micro Optics Design Corp. Manufacturing ophthalmic lenses using lens structure cognition and spatial positioning system
JP3193678B2 (ja) * 1997-10-20 2001-07-30 株式会社アドバンテスト 半導体ウエハリペア装置及び方法
JP2002050562A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置、半導体装置の製造方法、及び半導体装置
US6441895B1 (en) * 2000-09-20 2002-08-27 Nortel Networks Limited Method and apparatus for precision three-dimensional opto-mechanical assembly
US20050075060A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-07 Konrad Bergandy Apparatus for precision alignment during blocking process of lens manufacturing
US7011571B2 (en) 2003-10-02 2006-03-14 Radtek Corporation Blocking apparatus for lens manufacturing including automatic wax delivery system
US7059037B2 (en) * 2003-10-02 2006-06-13 Radtek Corporation Blocking apparatus providing an adjustable offset for precision alignment
US7387642B2 (en) * 2005-04-13 2008-06-17 Benz Research And Development Corporation Polymers for intraocular lenses
US20080081851A1 (en) * 2006-09-01 2008-04-03 Benz Patrick H Optical polymers with higher refractive index
US8184301B2 (en) * 2009-08-19 2012-05-22 Benz Research And Development Corporation Surface alignment and positioning method and apparatus
CN102490103B (zh) * 2011-12-16 2014-06-04 北京创思工贸有限公司 一种弯月透镜及其加工方法
JP2013193146A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd レンズの芯ずれ検出器及びレンズ芯取機
CN105829020B (zh) * 2013-12-31 2020-06-12 依视路国际公司 可变基准封阻设备及使用方法
US10910786B2 (en) * 2018-07-23 2021-02-02 University Of Maryland, College Park Laser cavity optical alignment
US11152756B2 (en) 2018-07-23 2021-10-19 University Of Maryland, College Park Laser cavity repetition rate tuning and high-bandwidth stabilization
CN115379924B (zh) * 2019-12-12 2024-08-02 宾视研发公司 用于保持透镜坯料的心轴和使用该心轴制造透镜的方法
CN115365941B (zh) * 2022-07-15 2023-10-20 朗信(苏州)精密光学有限公司 一种用于光学抛光的工件位姿自动校准方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE231413C (de) *
US3542476A (en) * 1968-02-09 1970-11-24 Bausch & Lomb Interferometric type of lens alignment apparatus
GB1305925A (de) * 1970-03-19 1973-02-07 Sira Institute
DD274962A3 (de) * 1976-10-14 1990-01-10 Fritz Mahler Verfahren zur messung des abstandes von linsenscheiteln zu werkzeugarbeitsflaechen
US4255056A (en) * 1979-03-30 1981-03-10 Hardinge Brothers, Inc. Pre-setter for positioning tooling on turrets
CA1170825A (en) * 1981-02-25 1984-07-17 Warner Lambert Technologies Inc. Lens inspection support
JPS60259365A (ja) * 1984-06-01 1985-12-21 Tenryu Seiki Kk レンズ芯取機のためのレンズ芯合わせ装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR0185411B1 (ko) 1999-05-01
CA2043417C (en) 2001-07-10
EP0459280A2 (de) 1991-12-04
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EP0459280A3 (en) 1992-02-12
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HK1007421A1 (en) 1999-04-09
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US5080482A (en) 1992-01-14
KR910019727A (ko) 1991-12-19
CA2043417A1 (en) 1991-11-30

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