FR2713758A1 - Lens mounting frame internal contour automatic determining appts. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un appareil pour relever automatiquement la forme et/ou le profil du contour interne d'un cercle de monture de lunettes. The present invention relates to an apparatus for automatically raising the shape and / or the profile of the internal contour of a spectacle frame circle.
La réalisation de paires de lunettes de correction selon un processus automatisé nécessite de pouvoir effectuer avec précision et de manière automatique le meulage des verres qui équipent ces lunettes à l'aide d'une machine de meulage commandée à partir de données qui incluent notamment les paramètres géométriques permettant d'aboutir à une définition exacte de la forme et du profil du contour extérieur des verres. The production of pairs of corrective glasses according to an automated process requires being able to carry out precisely and automatically the grinding of the lenses which equip these glasses using a grinding machine controlled from data which notably include the parameters geometric to achieve an exact definition of the shape and profile of the outer contour of the glasses.
Ces paramètres dépendent d'une part des paramètres physiologiques de l'utilisateur de la paire de lunettes, tels que notamment son écart pupillaire et la position de son oeil par rapport au verre et, d'autre part, de la forme et/ou du profil du contour interne du cercle de monture de lunettes qui recevra le verre. These parameters depend on the one hand on the physiological parameters of the user of the pair of glasses, such as in particular his pupillary distance and the position of his eye relative to the glass and, on the other hand, on the shape and / or the profile of the internal contour of the spectacle frame circle which will receive the lens.
On a déjà proposé de nombreux procédés et dispositifs permettant de relever automatiquement ces derniers paramètres. On constate toutefois que tous les dispositifs utilisés à ce jour ne permettent pas d'obtenir une précision suffisante du relevé ni une définition suffisamment fine, et ceci notamment du fait de l'utilisation de palpeurs mécaniques qui ne sont que rarement parfaitement adaptés au profil du contour interne du cercle qu'ils explorent ainsi qu'à un balayage angulaire complet de ce contour interne. Numerous methods and devices have already been proposed making it possible to automatically record these latter parameters. However, it is noted that all the devices used to date do not make it possible to obtain sufficient accuracy of the reading or a sufficiently fine definition, and this in particular due to the use of mechanical probes which are only rarely perfectly suited to the profile of the internal contour of the circle they are exploring as well as a complete angular scan of this internal contour.
Afin de remédier à ces inconvénients, la demande de brevet français nO 9109595 propose un appareil du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il ne comporte aucun dispositif d'exploration par contact du contour interne, et en ce qu'il comporte des moyens optiques pour capter l'image de points caractéristiques du contour interne, des moyens d'analyse des images captées pour déterminer les coordonnées spatiales des points caractéristiques et des moyens de calcul pour reconstituer la forme et/ou le profil du contour du cercle de monture à partir desdites coordonnées spatiales, les moyens pour capter l'image comportant au moins une source d'éclairement du contour interne du cercle de monture qui produit un faisceau lumineux parallèle plan qui s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan général du cercle de monture et des moyens d'enregistrement optique des rayons du faisceau incident réfléchis par lesdits points caractéristiques. In order to remedy these drawbacks, French patent application No. 9109595 proposes an apparatus of the type mentioned above, characterized in that it does not include any device for exploring by contact with the internal contour, and in that it comprises means optics for capturing the image of characteristic points of the internal contour, means for analyzing the captured images to determine the spatial coordinates of the characteristic points and calculation means for reconstructing the shape and / or the profile of the contour of the frame circle at from said spatial coordinates, the means for capturing the image comprising at least one source of illumination of the internal contour of the frame circle which produces a plane parallel light beam which extends in a direction substantially perpendicular to the general plane of the frame circle and means for optical recording of the rays of the incident beam reflected by said characteristic points.
La présente invention a pour but de proposer un nouvel appareil du type sans contact et faisant appel à des moyens optiques mais dont la conception permette une mesure spatiale plus précise du contour du cercle de monture. The present invention aims to provide a new device of the contactless type and using optical means but whose design allows a more precise spatial measurement of the outline of the frame circle.
Dans ce but, l'invention propose un appareil du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse produisant un faisceau lumineux cohérent dont l'impact sur le contour interne de la monture est sensiblement ponctuel, en ce qu'il comporte des moyens pour commander des déplacements du faisceau par rapport au cercle de monture, et en ce que lesdits moyens d'analyse et de calcul reconstituent le profil du contour du cercle de monture par triangulation optique. To this end, the invention provides an apparatus of the type mentioned above, characterized in that said means for capturing the image comprise a light source producing a coherent light beam whose impact on the internal contour of the frame is substantially punctual, in that it comprises means for controlling movements of the beam relative to the frame circle, and in that said analysis and calculation means reconstitute the profile of the outline of the frame circle by optical triangulation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention:
- lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse qui émet un faisceau
LASER selon une direction sensiblement parallèle au plan général du cercle de monture, un capteur optique plan constitué par une matrice d'éléments photosensibles;
- l'appareil comporte un bâti qui définit un plan horizontal de référence par rapport auquel le plan du cercle de monture est sensiblement parallèle, en ce qu'il comporte des moyens pour commander et mesurer les déplacements du faisceau lumineux selon une direction verticale perpendiculaire au plan de référence, et en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer un balayage du contour interne du cercle de monture par déplacement relatif de ce dernier par rapport au faisceau lumineux et pour mesurer lesdits déplacements relatifs;
- lesdits moyens de balayage comportent un porte-monture entraîné en rotation autour d'un axe vertical perpendiculaire au plan de référence et des moyens de commande pour entrainer le porte-monture en rotation pas-à-pas;
- l'appareil comporte une tête émettrice et de mesure comportant une source lumineuse qui émet un faisceau laser selon une direction verticale perpendiculaire au plan de référence, un miroir de renvoi qui réfléchit le faisceau émis par la source laser selon une direction sensiblement parallèle au plan de référence, et le capteur optique et en ce que la tête est montée mobile par rapport au bâti axialement selon la direction verticale; et
- l'axe du faisceau émis coincide avec l'axe de rotation du porte-monture.According to other characteristics of the invention:
- Said means for capturing the image comprises a light source which emits a beam
LASER in a direction substantially parallel to the general plane of the frame circle, a flat optical sensor constituted by a matrix of photosensitive elements;
- The apparatus comprises a frame which defines a horizontal reference plane with respect to which the plane of the mounting circle is substantially parallel, in that it comprises means for controlling and measuring the movements of the light beam in a vertical direction perpendicular to the reference plane, and in that it comprises means for scanning the internal contour of the frame circle by relative displacement of the latter relative to the light beam and for measuring said relative displacements;
- Said scanning means comprise a frame holder driven in rotation about a vertical axis perpendicular to the reference plane and control means for driving the frame holder in step-by-step rotation;
the device comprises an emitting and measuring head comprising a light source which emits a laser beam in a vertical direction perpendicular to the reference plane, a deflecting mirror which reflects the beam emitted by the laser source in a direction substantially parallel to the plane reference, and the optical sensor and in that the head is mounted movable relative to the frame axially in the vertical direction; and
- the axis of the emitted beam coincides with the axis of rotation of the frame holder.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un porte-monture faisant partie de l'appareil selon 1' invention;
- la figure 2 est une vue en section selon la ligne 2-2 de la figure 1;
- la figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant les moyens d'entraînement en rotation du porte-monture, la disposition de la tête émettrice et de mesure, ainsi que différents autres composants de l'appareil selon l'invention;
- la figure 4 est une vue schématique en section axiale d'un exemple de réalisation de la tête émettrice et de mesure;
- la figure 5 est une vue de dessus de la tête illustrée sur la figure 4; et
- la figure 6 est un schéma illustrant le principe de mesure par triangulation.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
- Figure 1 is a schematic top view of a frame holder forming part of the apparatus 1 according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view along line 2-2 of Figure 1;
- Figure 3 is a schematic perspective view illustrating the means for driving the frame holder in rotation, the arrangement of the transmitting and measuring head, as well as various other components of the apparatus according to the invention;
- Figure 4 is a schematic view in axial section of an embodiment of the transmitting and measuring head;
- Figure 5 is a top view of the head illustrated in Figure 4; and
- Figure 6 is a diagram illustrating the principle of measurement by triangulation.
On reconnaît aux figures 1 et 2 un portemonture 10 qui comporte des mâchoires mobiles 12 qui ont pour fonction d'immobiliser dans une position de lecture déterminée une monture de lunettes 14. FIGS. 1 and 2 recognize a frame holder 10 which comprises movable jaws 12 which have the function of immobilizing a spectacle frame 14 in a determined reading position.
La monture 14 comporte deux cercles de monture 16 dont on veut pouvoir relever de manière automatique la forme et le profil du contour interne. The frame 14 has two frame circles 16 which it is desired to be able to automatically raise the shape and profile of the internal contour.
A cet effet, la monture 14 est positionnée dans le porte-monture 10 de la manière illustrée à la figure 2 selon laquelle le plan général P du cercle de monture dont on veut effectuer le relevé, le cercle de droite en considérant les figures 1 et 2, est parallèle au plan de base de référence B du porte-monture. To this end, the frame 14 is positioned in the frame holder 10 in the manner illustrated in FIG. 2 according to which the general plane P of the frame circle for which it is desired to take the reading, the right circle by considering Figures 1 and 2, is parallel to the reference base plane B of the frame holder.
Dans l'exemple illustré à la figure 5, le cercle de monture 16 présente en section un profil 18 en forme de V. In the example illustrated in FIG. 5, the mounting circle 16 has a V-shaped profile 18 in section.
Le V comporte deux branches 20 et 22 qui, en section transversale comme cela est illustré à la figure 4, se rejoignent en un point A constituant le fond du profil interne 18, également appelé drageoir, du cercle de monture. The V has two branches 20 and 22 which, in cross section as illustrated in FIG. 4, meet at a point A constituting the bottom of the internal profile 18, also called bezel, of the frame circle.
Par rapport au plan de base, ou plan de référence, B, le point A du fond du drageoir en V est situé à une cote verticale h. Relative to the base plane, or reference plane, B, point A of the bottom of the V-shaped bezel is located at a vertical dimension h.
De même, comme cela est schématisé sur la figure 1, le point A caractéristique est situé à un rayon R d'un axe X-X qui est perpendiculaire au plan de référence B et qui constitue l'axe de rotation du cercle de monture 16 lorsqu'on désire en effectuer le relevé. Likewise, as shown diagrammatically in FIG. 1, the characteristic point A is located at a radius R of an axis XX which is perpendicular to the reference plane B and which constitutes the axis of rotation of the frame circle 16 when we wish to make a statement.
De par la conception courante des cercles de monture de lunettes, la bissectrice de l'angle d'ouverture du profil en V est sensiblement parallèle au plan général P du cercle de monture et donc au plan de référence B. Due to the current design of spectacle frame circles, the bisector of the opening angle of the V-profile is substantially parallel to the general plane P of the frame circle and therefore to the reference plane B.
La connaissance des paramètres géométriques de forme et de profil du contour interne du cercle de monture 16 nécessite de connaître, pour une série de sections transversales du cercle de monture 16 qui sont chacune associées à une valeur d'angle a, de connaître au moins la valeur des paramètres H et R. Knowledge of the geometric parameters of shape and profile of the internal contour of the mounting circle 16 requires knowing, for a series of cross sections of the mounting circle 16 which are each associated with an angle value a, to know at least the value of parameters H and R.
L'ensemble de ces valeurs doit être connu pour une série de sections qui sont réparties régulièrement autour de l'axe X-X afin de constituer un fichier de coordonnées spatiales de points caractéristiques du contour interne du cercle de monture 16 qui puissent ensuite être exploités, par des moyens de calcul connus, pour reconstituer la forme et/ou le profil du contour interne du cercle de monture afin de permettre le meulage le plus exact possible d'un verre. All of these values must be known for a series of sections which are distributed regularly around the axis XX in order to constitute a file of spatial coordinates of points characteristic of the internal contour of the frame circle 16 which can then be used, for example. known calculation means, to reconstruct the shape and / or the profile of the internal contour of the frame circle in order to allow the most exact grinding possible of a lens.
Le verre possède un contour en biseau en saillie en forme de V dont l'angle d'ouverture est réalisé par meulage. The glass has a V-shaped projecting bevel contour, the opening angle of which is produced by grinding.
La position latérale exacte du biseau qui doit être réalisé sur le contour externe de l'ébauche du verre est obtenue de manière précise à l'aide des paramètres a, R et h. The exact lateral position of the bevel which must be produced on the external contour of the glass blank is obtained precisely using the parameters a, R and h.
Conformément à l'invention, le relevé du contour du profil interne du cercle de mesure est réalisé sans contact à l'aide de moyens photoélectriques. According to the invention, the measurement of the contour of the internal profile of the measuring circle is carried out without contact using photoelectric means.
A cet effet, l'appareil comporte une tête émettrice et de mesure 30 qui est montée coulissante verticalement parallèlement à l'axe X-X par rapport au bâti 33 de l'appareil. To this end, the device comprises a transmitting and measuring head 30 which is slidably mounted vertically parallel to the axis X-X relative to the frame 33 of the device.
La tête 30 comporte un corps 40 qui contient une source 42 qui émet un faisceau laser FE selon l'axe
X-X. Le corps 40 porte un miroir 42 qui réfléchit le faisceau émis FE en un faisceau réfléchi FR sensiblement perpendiculaire au faisceau FE. La position angulaire du miroir 42 est réglable.The head 30 comprises a body 40 which contains a source 42 which emits a laser beam FE along the axis
XX. The body 40 carries a mirror 42 which reflects the emitted beam FE into a reflected beam FR substantially perpendicular to the beam FE. The angular position of the mirror 42 is adjustable.
La tête 30 comporte également une lentille 44 de focalisation des faisceaux de mesure FM réfléchis par le profil du contour interne 18 du cercle de monture. The head 30 also includes a lens 44 for focusing the measurement beams FM reflected by the profile of the internal contour 18 of the frame circle.
La tête est de très petite dimension, par exemple inférieure à 18 mm en diamètre à sa partie supérieure pour pénétrer dans le cercle de monture. The head is very small, for example less than 18 mm in diameter at its upper part to penetrate the frame circle.
La tête comporte enfin un capteur du type
CCD46 qui reçoit les faisceaux de mesure réfléchis FM qui est sensiblement parallèle à l'axe X-X et qui est décalé latéralement.The head finally includes a sensor of the type
CCD46 which receives the reflected FM measurement beams which is substantially parallel to the axis XX and which is offset laterally.
Le capteur 46 est une matrice d'éléments photosensibles adjacents, également appelés pixels. The sensor 46 is a matrix of adjacent photosensitive elements, also called pixels.
Conformément au principe de mesure par triangulation schématisé sur la figure 6, selon que le fond du drageoir est en A ou en A-, il a une image I ou
I- sur la barrette de CCD 46, la connaissance de la position I ou I permettant de calculer directement le rayon R associé au point A ou A-. In accordance with the principle of measurement by triangulation shown diagrammatically in FIG. 6, depending on whether the bottom of the bezel is in A or in A-, it has an image I or
I- on the CCD 46 bar, knowledge of the position I or I making it possible to directly calculate the radius R associated with point A or A-.
La connaissance de R ainsi mesurée associée à la valeur de l'angle a et de h permet de déterminer les coordonnées spatiales polaires du point A considéré. The knowledge of R thus measured associated with the value of the angle a and of h makes it possible to determine the polar spatial coordinates of the point A considered.
La mesure de h s'effectue par balayage vertical d'une section du drageoir. A cet effet la tête 30 est commandée en déplacements verticaux de balayage par un moteur 50. Ces déplacements sont mesurés par un capteur 52 schématisé sur la figure 3. The measurement of h is carried out by vertical scanning of a section of the bezel. To this end, the head 30 is controlled in vertical sweep movements by a motor 50. These movements are measured by a sensor 52 shown diagrammatically in FIG. 3.
On a illustré à la figure 3 des moyens 32 d'entraînement en rotation pas-à-pas du porte-monture 10, ainsi que des moyens 34 et 36 qui permettent de connaître de manière précise la position angulaire a du cercle de monture 16 par rapport à l'axe de rotation X-X. FIG. 3 illustrates means 32 for driving in step-by-step rotation of the frame holder 10, as well as means 34 and 36 which make it possible to know precisely the angular position a of the frame circle 16 by relative to the axis of rotation XX.
Les moyens 34 et 36 sont par exemple constitués par un disque de codage optique 36 et par des capteurs 34. The means 34 and 36 are for example constituted by an optical coding disc 36 and by sensors 34.
Les moyens 30, 34, 36 et 52 sont bien entendu reliés à des moyens (non représentés) qui permettent d'enregistrer pour chaque position angulaire du cercle de monture, l'image réfléchie captée par les moyens 3046, puis d'analyser ces images pour les convertir en une série de signaux numériques qui sont ensuite analysés et traités par calcul à l'aide de moyens informatisés d'un type connu qui n'ont pas été illustrés sur les figures. The means 30, 34, 36 and 52 are of course connected to means (not shown) which make it possible to record for each angular position of the frame circle, the reflected image captured by the means 3046, then to analyze these images to convert them into a series of digital signals which are then analyzed and processed by calculation using computerized means of a known type which have not been illustrated in the figures.
La précision souhaitée de +0,025 mm pour la mesure de R nécessite, pour une cote d'environ 36 mm, de disposer d'une barrette d'au moins 1440 pixels ou éléments photosensibles adjacents. The desired accuracy of +0.025 mm for the measurement of R requires, for a dimension of approximately 36 mm, to have a strip of at least 1440 pixels or adjacent photosensitive elements.
Cette précision est suffisante pour la mesure de h avec +0,05 mm sur une plage d'environ 20 mm, soit au moins 400 pixels. This precision is sufficient for the measurement of h with +0.05 mm over a range of approximately 20 mm, or at least 400 pixels.
Le pas du balayage angulaire pour la mesure de l'angle cx est choisi étant égal à 3600/1024, soit 1024 points de mesure. The step of the angular scanning for the measurement of the angle cx is chosen being equal to 3600/1024, or 1024 measurement points.
Un processus de relevé s'effectue en effectuant un balayage vertical complet sur environ 20 mm pour déterminer la cote du premier point A. A survey process is carried out by carrying out a complete vertical scan over approximately 20 mm to determine the dimension of the first point A.
Pour chaque point suivant décalé de 3600/1024, on effectue seulement un balayage vertical de +1 mm de part et d'autre de la position verticale associée au point vertical relevé précédemment. For each next point offset by 3600/1024, only a vertical scan of +1 mm is carried out on either side of the vertical position associated with the vertical point noted previously.
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. The invention is not limited to the embodiment which has just been described.
Pour chaque position angulaire, il est bien entendu possible de relever une série de points caractéristiques comme cela est expliqué dans la demande de brevet français nO 9109595. For each angular position, it is of course possible to identify a series of characteristic points as explained in French patent application No. 9109595.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9314666A FR2713758B1 (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Apparatus for automatically detecting the shape and / or the profile of the internal contour of a spectacle frame circle. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9314666A FR2713758B1 (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Apparatus for automatically detecting the shape and / or the profile of the internal contour of a spectacle frame circle. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2713758A1 true FR2713758A1 (en) | 1995-06-16 |
| FR2713758B1 FR2713758B1 (en) | 1996-01-05 |
Family
ID=9453649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9314666A Expired - Lifetime FR2713758B1 (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Apparatus for automatically detecting the shape and / or the profile of the internal contour of a spectacle frame circle. |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2713758B1 (en) |
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| FR2713758B1 (en) | 1996-01-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| TP | Transmission of property | ||
| CD | Change of name or company name |
Owner name: LUNEAU TECHNOLOGY OPERATIONS, FR Effective date: 20120330 |
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| CJ | Change in legal form |
Effective date: 20120330 |