WO1995022748A1 - Procede d'analyse topometrique de verres correcteurs, et appareil pour la mise-en-×uvre de ce procede - Google Patents

Procede d'analyse topometrique de verres correcteurs, et appareil pour la mise-en-×uvre de ce procede Download PDF

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Inventor
Jean-Pierre Lormois
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Luneau S.A.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0228—Testing optical properties by measuring refractive power
    • G01M11/0235—Testing optical properties by measuring refractive power by measuring multiple properties of lenses, automatic lens meters

Definitions

  • the invention relates to the automatic topometric analysis of corrective lenses, allowing the simultaneous measurement of the refractive characteristics and of the positioning of the different optical zones of the ultra-focal and progressive lenses.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback of the known methods mentioned above, and for this purpose it proposes a method of topometric analysis of corrective lenses covering the entire useful field, in order to identify and measure them. the different refraction zones automatically.
  • the method according to the invention consists in creating a beam of parallel light rays sufficiently numerous to obtain a large measurement field covering the different refractive zones of the corrective lenses to be analyzed. These parallel rays are distributed over a regular grid of small squares and are focused by an optical group in the center of an electronic displacement sensor. The interposition of the glass to be measured in the beam of parallel rays produces a displacement of the impacts of the rays on the sensor.
  • a vector analysis of the displacement of impacts on the sensor, carried out by computer, makes it possible to establish a topography of the glass to be measured.
  • a program adapted to the measurement of corrective lenses first performs a rapid identification of the far vision and near vision zones, and then determines their refractive characteristics.
  • FIG. 1 is a block diagram of a device for topometric analysis of corrective lenses
  • FIG. 2 is a view showing the arrangement of the impacts of the light rays on the glass to be measured.
  • a source assembly comprising eighty source light-emitting diodes (LEDs) SI to S80. These sources SI and S80 are collimated respectively by eighty lenses C1 to C80 in the direction of a diaphragm 2 situated at the focal point FI of a lens Ll.
  • LEDs source light-emitting diodes
  • the sources S1 to S80 which are successively switched on produce, via the lens L1, a beam of rays RI to R80 which are parallel to the optical axis z.
  • the rays RI to R80 are taken up by a lens L2, disposed beyond the lens Ll and parallel to it, and converge in its focal point F'2 located in the plane of a position sensor 3. Elimination stray light passing through the lens with large aperture L2 is produced by a modulation at 7 kHz by means of an electronic device 4 d 1 illumination of the source diodes SI to S80 and a synchronous detection of the sensor 3.
  • An electronic detection system 5, connected to the sensor 3, performs this function as well as a digitization of the analog signals transmitted to it by the sensor 3, in order to provide a computer 6 with the x and y coordinates of the impacts of each radius RI to R80.
  • the source diodes SI to S80 are positioned so that, when a corrective lens 7 is placed on the path of the rays RI to R80, behind the lens L2, the impacts of these rays on this lens 7 are distributed over a grid of sixty-one squares, as shown in Figure 2.
  • Each group of four rays thus defines a measurement area for which the computer 6 can, from their coordinates Rx and Ry which are known by construction, and from the coordinates Ix and Iy of the corresponding impacts on the sensor 3, determine the refractive values: sphere, cylinder, axis.
  • a mechanical device 8 is provided to ensure the positioning of the frame (not shown).
  • the displacements in x and in y of the device 8 are each linked to a potentiometric divider in order to determine the coordinates of the zones measured with respect to the axis of the nose bridge and the bottom of the frame.
  • a printer 10 ensures the editing of the results.
  • the operation of the device according to the invention is immediately understood from the description above.
  • this lens 7 is placed behind the lens L2.
  • the source diodes SI to S80 are then successively lit, and the analog signals corresponding to impacts II to 180 on the sensor 3 of the respective rays RI to R80 having crossed the entire surface of the glass 7 are digitized by the electronic detection device 5, which transmits to the computer 6 the x and y coordinates of the impact of each ray. From this data, the computer 6 then establishes a topometry of the lens 7.
  • the program performs, according to an algorithm adapted to the different types of corrective lenses, a rapid search for the far vision and near vision zones. , to only measure refractive characteristics in these areas, without going through a systematic topographic analysis of the field of vision.

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Abstract

L'appareil comprend une série de diodes électro-luminescentes (S1 à S80), qui émettent des rayons lumineux transformés, par des lentilles (C1 à C80 et L1), en un faisceau de rayons parallèles (R1 à R80). Ces rayons (R1 à R80) sont repris par une lentille (L2) et convergent en son foyer (F'2) situé dans le plan d'un capteur de position (3). Lorsqu'on place un verre correcteur (7) en arrière de la lentille (L2), les impacts sur ce verre des rayons (R1 à R80) sont répartis sur une trame de petits carrés déterminant des zones de mesure. Un détecteur électronique de déplacement (5) numérise les signaux analogiques reçus du capteur (3) et un ordinateur (6) établit une topométrie du verre correcteur (7). L'invention assure l'analyse topométrique automatique de verres correcteurs multifoyers ou progressifs, sans avoir à déplacer les verres.

Description

Procédé d'analyse topométrique de verres correcteurs, et appareil pour la mise-en-oeuvre de ce procédé
L'invention concerne l'analyse topométrique automatique de verres correcteurs, permettant la mesure simultanée des caractéristiques réfractives et du positionnement des différentes zones optiques des verres ulti-foyers et progressifs.
On connaît plusieurs procédés pour mesurer de façon automatique les caractéristiques de réfraction d'un verre en un point donné sur une zone de quelques millimètres de diamètre. Avec tous les appareils connus, l'opérateur doit amener la zone qu'il veut mesurer sur l'axe de mesure de l'appareil. Pour les verres multifoyers et progressifs, l'opérateur doit déplacer le verre pour rechercher et mesurer les différentes zones.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient des procédés connus mentionnés ci-dessus, et elle propose à cet effet un procédé d'analyse topométrique des verres correcteurs couvrant le champ utile complet, afin d'en repérer et d'en mesurer les différentes zones de réfraction de façon automatique.
Le procédé selon l'invention consiste à créer un faisceau de rayons lumineux parallèles suffisamment nombreux pour obtenir un grand champ de mesure couvrant les différentes zones réfractives des verres correcteurs à analyser. Ces rayons parallèles sont répartis sur une trame régulière de petits carrés et sont focalisés par un groupe optique au centre d'un capteur de déplacement électronique. L'interposition du verre à mesurer dans le faisceau de rayons parallèles produit un déplacement des impacts des rayons sur le capteur.
Une analyse vectorielle du déplacement des impacts sur le capteur, effectuée par ordinateur, permet d'établir une topographie du verre à mesurer.
Un programme adapté à la mesure des verres correcteurs effectue d'abord un repérage rapide des zones de vision de loin et de vision de près, et en détermine ensuite les caractéristiques réfractives.
Pour bien faire comprendre le procédé selon l'invention on en décrira ci-après, à titre d'exemple sans caractère limitatif, une forme préférée de mise-en-oeuvre, en référence au dessin schématique annexé dans lequel : la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif d'analyse topométrique de verres correcteurs ; et la figure 2 est une vue montrant la disposition des impacts des rayons lumineux sur le verre à mesurer.
En référence à la figure 1 , on a représenté en 1 un ensemble source comportant quatre vingts diodes électro-luminescentes sources (LED) SI à S80. Ces sources SI et S80 sont colimatées respectivement par quatre-vingts lentilles Cl à C80 en direction d'un diaphragme 2 situé au foyer FI d'une lentille Ll.
Les sources SI à S80 allumées successivement produisent, par l'intermédiaire de la lentille Ll , un faisceau de rayons RI à R80 qui sont parallèles à l'axe optique z.
Les rayons RI à R80 sont repris par une lentille L2 , disposée au-delà de la lentille Ll et parallèlement à celle-ci, et convergent en son foyer F'2 situé dans le plan d'un capteur de position 3. L'élimination de la lumière parasite traversant la lentille de grande ouverture L2 est réalisée par une modulation à 7kHz au moyen d'un dispositif électronique 4 d1éclairement des diodes sources SI à S80 et une détection synchrone du capteur 3. Un système électronique de détection 5, relié au capteur 3, assure cette fonction ainsi qu'une numérisation des signaux analogiques qui lui sont transmis par le capteur 3, pour fournir à un ordinateur 6 les coordonnées x et y des impacts de chaque rayon RI à R80.
Les diodes sources SI à S80 sont positionnées de telle sorte que, lorsqu'on place un verre correcteur 7 sur le trajet des rayons RI à R80, en arrière de la lentille L2, les impacts de ces rayons sur ce verre 7 sont répartis sur une trame de soixante et un carrés, comme on l'a représenté à la figure 2.
Chaque groupe de quatre rayons définit ainsi une zone de mesure pour laquelle l'ordinateur 6 peut, à partir de leurs coordonnées Rx et Ry qui sont connues par construction, et des coordonnées Ix et Iy des impacts correspondants sur le capteur 3, en déterminer les valeurs réfractives : sphère, cylindre, axe.
Pour des verres 7 montés sur des lunettes, un dispositif mécanique 8 est prévu pour assurer le positionnement de la monture (non figurée). Les déplacements en x et en y du dispositif 8 sont liés chacun à un diviseur potentiomètrique afin de déterminer les coordonnées des zones mesurées par rapport à l'axe du pont de nez et du bas de la monture.
Un moniteur vidéo 9, relié à l'ordinateur 6, permet le contrôle et la visualisation des mesures. Une imprimante 10 assure l'édition des résultats.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention se comprend immédiatement d'après la description qui précède. Lorsqu'on désire analyser un verre correcteur 7 pour en repérer et en mesure les caractéristiques réfractives, on place ce verre 7 en arrière de la lentille L2. On allume alors successivement les diodes sources SI à S80, et les signaux analogiques correspondant aux impacts II à 180 sur le capteur 3 des rayons respectifs RI à R80 ayant traversé toute la surface du verre 7 sont numérisés par le dispositif électronique de détection 5, qui transmet à l'ordinateur 6 les coordonnées x et y de l'impact de chaque rayon. A partir de ces données, l'ordinateur 6 établit alors une topométrie du verre 7. Pour la pratique courante, le programme effectue suivant un algorythme adapté aux différents types de verres correcteurs une recherche rapide des zones de vision de loin et de vision de près, pour n'effectuer la mesure des caractéristiques réfractives que sur ces zones, sans passer par une analyse topographique systématique du champ de vision.
On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'analyse topométrique de verres correcteurs caractérisé en ce qu'il consiste :
- à créer un faisceau de rayons lumineux parallèles (R1-R80) en nombre suffisant pour couvrir les différentes zones réfractives du verre correcteur (7) à analyser, les dits rayons lumineux (R1-R80) étant répartis selon une trame régulière déterminant des zones de mesure et étant focalisés au centre d'un moyen électronique de détection de déplacements (3),
- à interposer le verre à mesurer (7) dans le faisceau de rayons parallèles (R1-R80) en produisant un déplacement des impacts (11-180) sur le moyen électronique de détection de déplacements (3),
- à procéder à une analyse vectorielle du dit déplacement des impacts (11-180) des rayons (R1-R80) sur le moyen électronique de détection de déplacements (3) pour établir une topométrie du verre à mesurer (7) et éventuellement
- à traiter informatiquement des coordonnées (Rx et Ry) de zones de mesure de la dite trame régulière de répartition des rayons parallèles (RI à R80) et des coordonnées (Ix et Iy) des impacts correspondants relevés sur le moyen électronique de détection de déplacements (3), pour déterminer les valeurs réfractives de chaque zone de mesure.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite trame régulière selon laquelle sont répartis les rayons lumineux parallèles (R1-R80) est constituée de petits carrés.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on procède à l'élimination de la lumière parasite par une modulation de 1' eclairement produisant lesdits rayons lumineux parallèles (R1-R80) et par une détection synchrone du moyen électronique de détection de déplacements (3).
4. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une série de sources de rayons lumineux (S1-S80), des moyens (C1-C80, Ll ) pour transformer les rayons lumineux (R1-R80) émis par les dites sources (S1-S80) en un faisceau de rayons parallèles, un moyen à lentille (L2) focalisant les dits rayons (R1-R80) au centre d'un dispositif capteur de déplacement d'impact (3), et des moyens électroniques et de calcul (5,6) pour analyser et traiter des signaux produits par un déplacement d'impact des rayons (R1-R80) détecté par le dispositif capteur (3), l'interposition d'un verre correcteur (7) à analyser dans le faisceau de rayons parallèles (R1-R80) provoquant un déplacement de l'impact (11-180) de ces rayons sur le capteur (3) lequel produit des signaux qui correspondent aux coordonnées des impacts (11-180) de chaque rayon (R1-R80) et dont l'analyse et le traitement fournissent une topométrie du verre correcteur (7) ainsi que l'indication des caractéristiques réfractives de chaque zone de ce verre (7).
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dites sources de rayons lumineux (S1-S80) sont constituées par des diodes électro-luminescentes.
6. Appareil selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que la transformation des rayons (R1-R80) émis par les sources (S1-S80) en un faisceau de rayons parallèles est obtenue au moyen de lentilles (C1-C80) associées à chaque source (S1-S80) et dirigeant le rayon issu de chaque source sur un diaphragme (2) disposé au foyer d'une lentille (Ll).
7 . Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les sources de rayons lumineux (S1-S80) sont d'un nombre et d'une disposition telle que les impacts des rayons lumineux (R1-R80) sur le verre (7) à mesurer sont répartis selon une trame de carrés.
8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen électronique (4) réalisant une modulation de 1 'eclairement des sources (SI à S80) et un second moyen électronique (5) assurant une détection synchrone du capteur (3).
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dit second moyen électronique (5) réalise également la numérisation des signaux analogiques fournis par le capteur (3) pour transmettre à un ordinateur (6) les coordonnées des impacts (11-180) de chaque rayon (R1-R80).
10. Appareil selon la revendication 9 caractérisé en ce que, à partir des coordonnées de groupes de rayons (RI à R80) constituant une zone de mesure et des coordonnées des impacts (Il à 180) correspondants sur le capteur (3), l'ordinateur (6) détermine les valeurs réfractives de chaque zone de mesure.
11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé par un dispositif mécanique (8) assurant le positionnement des verres (7) à mesurer qu'elle porte, ledit dispositif (8) comportant des diviseurs potentiomètriques liés aux déplacements de la monture selon deux plans orthogonaux, pour déterminer les coordonnées des zones mesurées par rapport à l'axe du pont du nez et du bas de la monture.
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