WO2002098606A2 - Dispositif automatique ou semi-automatique pour le detourage du profil exterieur d'un verre ophtalmique - Google Patents

Dispositif automatique ou semi-automatique pour le detourage du profil exterieur d'un verre ophtalmique Download PDF

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WO2002098606A2
WO2002098606A2 PCT/FR2002/001918 FR0201918W WO02098606A2 WO 2002098606 A2 WO2002098606 A2 WO 2002098606A2 FR 0201918 W FR0201918 W FR 0201918W WO 02098606 A2 WO02098606 A2 WO 02098606A2
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glass
support
lens
frame
optical
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James Thepot
Laurent Guillermin
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Essilor International (Compagnie Generale D'optique)
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/005—Blocking means, chucks or the like; Alignment devices
    • B24B13/0055—Positioning of lenses; Marking of lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B9/14—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of optical work, e.g. lenses, prisms
    • B24B9/148—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of optical work, e.g. lenses, prisms electrically, e.g. numerically, controlled

Definitions

  • the invention relates to a device for trimming ophthalmic glass and relates more particularly to an improvement making it possible to automate the handling and handling of the glass between, on the one hand, a position where the optical characteristics of the latter can be determined using appropriate measuring means in order to determine a grip point on said glass and, on the other hand, the clipping means.
  • the latter are typically formed by a grinding wheel adapted to modify the contour of the lens to adapt it to that of the frame or "circle" of a selected frame.
  • the technical part of the optician's profession consists in placing an ophthalmic lens in each frame of the frame selected by the wearer. To do this, it is necessary to perform a number of operations.
  • the optician After choosing the frame, the optician must locate the position of the pupil of each eye in the frame of reference. It thus determines two parameters related to the morphology of the wearer, namely the inter-pupillary distance as well as the height of the pupil relative to the frame.
  • the frame itself As for the frame itself, its shape should be identified, which is generally achieved using a template or a device specially designed to read the internal outline of the "circle" (it i.e. the frame of the lens) of the frame.
  • the optician must also carry out a certain number of operations on the lens itself, before trimming, in order to identify some of its characteristics such as for example the optical center (in the case of a unifocal lens), or the direction of the lens. progression axis and the position of the centering point for a progressive lens. In practice, the optician transfers certain characteristic points using a striking point on the ophthalmic lens itself.
  • the operator can resume machining. To do this, he can replace the glass in the machine, using the same centering pin.
  • the distribution of the operations mentioned above can be done on two or three workstations. Errors are therefore possible due to the multiplication of manipulations.
  • these operations are carried out within the framework of an industrial organization, this results in a considerable loss of time and a high production cost.
  • the risk of degradation of the ophthalmic lens increases with the number of manipulations.
  • the invention makes it possible to optimize the process set out above by automating as much as possible the measurement and positioning phases of the ophthalmic lens, which makes it possible to determine the optical characteristics of the lens and to control the phase of transport of the lens to the station. clipping and the actual clipping phase.
  • the invention essentially relates to a device for trimming ophthalmic glass, characterized in that it comprises:
  • a support for such a glass movable along at least a predetermined path of a first frame of reference between a predetermined position relative to said detection means and a loading position, - means for superimposing the aforementioned characteristics of said glass and characteristics representative of the morphology of said wearer,
  • the means for superimposing the aforementioned characteristics may (in the case of a relatively elaborate embodiment, with automatic operation) include calculation means, for carrying out a "superposition" of the data representative of the characteristics in question. They can nevertheless be supplemented by display means (for example a monitor) to allow an operator to visually control the superposition of the representation of said characteristics and possibly of the representation of the frame contour.
  • the gripping and clamping means are arranged (motorized) to rotate the glass around its gripping point, during the grinding phase.
  • the means for detecting the characteristics of the glass can be semi-automatic or automatic.
  • the operator places the ophthalmic lens on the support at a measurement location. It has at its disposal an electronic and computer system and a display screen making it possible to superimpose a contour representative of the shape of the "circle" of the frame, certain optical characteristics of the ophthalmic lens considered and information representative of the morphology of the wearer.
  • the optician then moves the lens on its support until the characteristic points of said lens appear on the screen in suitable locations with respect to a mark representative of the morphology of the wearer.
  • the representative outline of the frame determines the point of grip of the lens.
  • the latter moves along said predetermined path of the first frame (typically a rectilinear movement) so that the means forming gripping and clamping forceps can be applied on either side of the glass and that it is transported to the grinding means.
  • the results of the readings and measurements carried out on the glass are used so that the clamp-forming means gripping and tightening, grip the glass at a suitable point without it having been necessary to adjust the position of said glass on the support.
  • FIG. 1 is a general schematic perspective view of part of the device
  • FIG. 1 is a top view of Figure 1, the glass support being in another position;
  • - Figure 3 is a schematic view illustrating more particularly the data taking means for detecting the main characteristics of the lens and positioning it relative to the contour of the frame chosen, before trimming;
  • - Figure 4 is a diagram illustrating how the gripping point of the lens is determined relative to the outline of the frame;
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a variant of the means for detecting characteristics of said ophthalmic lens.
  • the ophthalmic lens trimming device 10 shown in FIGS. 1 to 3 comprises a support 3 of such a lens, movable along a predetermined path F, means 4 for detecting certain characteristics of the lens 2, calculation means 16 here comprising display means 18 constituted by the screen of a monitor, grinding means 20 for trimming the edge of the ophthalmic glass to the desired shape and dimensions and means forming gripper and clamp 25 for transport the ophthalmic lens 2 from the support 3 to the grinding means 20.
  • the support 3 is movable along said path F between a measurement position, predetermined with respect to said detection means 4 ( Figures 1 and 3) and a loading position (visible in Figure 2).
  • said predetermined path is rectilinear; it is defined by two parallel slides 15a, 15b between which the support 3 moves.
  • the latter essentially consists of a plate whose central part at less is transparent, for example glass. This plate moves in its own plane between the slides.
  • the support drive means are not shown, so as not to overload the drawing.
  • the plate is provided with projections 6 forming a tripod, to hold the glass.
  • the slides which define the path F materialize a first frame of reference, specific to the support 3, which here evolves between the predetermined measurement position with respect to said detection means 4 and said loading position.
  • the support 3 therefore has a double function. It maintains the glass during the entire measurement phase, without disturbing them due to its particular structure (transparency), then it transports it to a precise location where the glass is taken up by the gripper and Tightening.
  • the means 4 for detecting the characteristics of the glass comprise, on either side of said predetermined position of the support, on the one hand, lighting means 8 including a light source S, and a collimating lens 9 suitable for providing a complete parallel beam illuminating the glass, and, on the other hand, means 11 for analyzing the image transmitted by the glass installed on the support 3.
  • lighting means 8 including a light source S
  • a collimating lens 9 suitable for providing a complete parallel beam illuminating the glass
  • These include, in the example, an optical receiver 28 and a translucent screen 29 interposed between the support and the optical receiver.
  • the translucent screen 29 can consist of a frosted glass plate on the surface. To improve the readability of the information which appears on the frosted screen 29, the latter can be a disc mounted rotating and driven in rotation in its own plane.
  • the optical receiver 28 can be a matrix receiver or, as shown, a camera. The optical axis of this receiver is perpendic
  • the screen 29 is perpendicular to this optical axis.
  • the camera captures the image of the glass that forms on the frosted screen.
  • the information produced by the camera is sent to the calculation and display means 16, 18. They are processed by an electronic and computer system 30 which also receives information representative of the parameters mentioned above of inter-pupillary deviation and height, by means of a transmission device 32 and information representative of the outline of the frame chosen. This information is by example kept in a memory 34 and selected by the practitioner.
  • the electronic and computer system 30 produces an image which is displayed on the screen of the monitor of the display means 18. Consequently, in the semi-automatic adjustment version, the outline will be seen in particular on this screen, on the same scale. of the frame and that of the non-cut lens, with its particular characteristics, in particular the reference points which are worn there. We will also see the gripping point 0 determined as indicated below, as well as the point or points representative of the morphology of the wearer.
  • the transparent support 3 includes a clearance cutout 38, allowing said gripping means 25 to clamp the glass at a desired location on its surface and to release it from the support when the latter is in said loading position, in order to 'Bring said ophthalmic lens in the vicinity of the grinding means, to proceed with the trimming of this lens.
  • the means forming gripping and clamping forceps 25 move in a second reference frame for transporting said ophthalmic lens from said loading position to the grinding means.
  • these means comprise a frame 39 in the general shape of C, mounted movable in controlled rotation, about a vertical axis, 40 perpendicular to the plane of the support 3.
  • the rotation of the frame makes it possible to bring a glass 2 clamped by the gripper, in an area of activity of the grinding means.
  • This frame comprises two arms 45, 46 extending on either side of a horizontal plane in which the support 3 moves.
  • the lower arm 45 carries a clamping and rotation drive shaft 48 while the other upper arm 46 carries a rotation drive shaft 49.
  • the two shafts 48, 49 are linked to common rotation drive means, housed at the interior of the frame 39.
  • the two shafts are coaxial and provided at their ends opposite clamping pads 50 allowing the gripping and blocking of an ophthalmic lens 2 taken from the support 3.
  • the clamping shaft 48 is itself controlled by movement along its own axis to ensure the gripping and blocking of the ophthalmic lens.
  • the pivot axis 40 of the frame is parallel to the common axis of the shafts 48 and 49.
  • the frame 39 as a whole is movable and controlled in translation along its axis 40 (direction Z).
  • an ophthalmic glass grinder generally comprises several grinding wheels stacked axially: Two grinding wheels for the roughing (one for plastics and one for the mineral), a finishing grinding wheel and, possibly, a grinding wheel for polishing.
  • the glass To carry out the different machining phases, the glass must pass successively over two or three grinding wheels. To do this, it is therefore necessary to ensure a relative translational movement between the grinding wheels and the glass in a direction parallel to the axis of the grinding wheels.
  • This relative movement could be achieved by translating the support of the grinding wheels along their axis.
  • the frame 39 which performs this movement in order to facilitate the gripping of the glass. Indeed, once the glass positioned manually or measured and the support 3 in the loading position, the frame 39 rotates around its axis 40 to position the shafts 48 and 49 opposite the gripping point, then it translates downwards until contacting the shoe 50 of the shaft 49 with the glass. Then the shoe of the shaft 48 pinches the glass. The frame then rises along its axis 40, releases the glass 2 from the support 3 and then turns around this same axis to position the glass in the grinding zone. The frame can then rotate about 120 to 150 ° to bring the glass to be cut in the vicinity of the grinder.
  • the electronic and computer system 30 controls both the pivoting of the frame and the rotation of the lens around the common axis of the two shafts 48, 49, as a function of the contour to be given to the ophthalmic lens.
  • the gripping and clamping means 25 move the glass in said second reference frame to transport the glass from the loading position to the grinding means and then rotate the glass around the common axis of the two shafts.
  • This second repository is linked to said first repository, that is to say that of support.
  • the pivoting of the frame 39 is controlled during grinding.
  • the center 0 of the rectangle 56 which frames the perimeter of the
  • the ophthalmic lens 3 can be of several types. If it is a uni focal lens the optician will have to locate its optical center as well as, possibly, the axis of the cylinder, for the correction of astigmatism, using a known device called frontofocometre. With this device, three points are aligned aligned on the surface of the glass. The central point corresponds to the optical center of the glass, the other two indicate the axis of the cylinder. If it is a progressive lens, it is generally delivered with an ink marking intended to identify the points necessary for centering. Typically, this marking materializes the far vision center, the progression axis and the near vision area. In the case of a bi or tri focal lens, the "pastille" for near vision is taken as a reference for centering.
  • the optician has a digitization of the shape of the chosen frame (memory 34) allowing him to introduce this shape into the electronic and computer system 30, in the form of data which make it possible to visualize the outline of the frame or "circle" on the screen of the display means 18.
  • the optician informs the electronic and computer system 30 of the values of inter-pupillary deviation and of height, measured on the wearer.
  • a device 32 keyboard or other constitutes an interface adapted to take into account and introduce into the system 30 the characteristics representative of the morphology of the wearer.
  • the representative shape of the frame is displayed on the screen and is positioned so that the center 0 of the rectangle in which the "circle" is inscribed (see Figure 4) corresponds to a determined point which will be the point of gripping of the glass on the support 3, when the support is in said loading position.
  • a centering cross appears on the screen.
  • this cross corresponds to the optical center of the lens for a focal focal lens, to the far vision point for a progressive lens or to the position of the center of the segment of the patch, for a bi or tri focal lens.
  • the electronic and computer system "receives the image" of the glass via the receiver 28, which makes it possible to superimpose this image on those which are already displayed on the screen.
  • the optician can therefore vary the position of the glass on the support 3 so as to position the markings made on the glass with respect to the centering cross.
  • the appearance of the "circle" of the frame makes it possible to check that the lens is large enough for mounting to be possible.
  • the carriage carries out a translation while two rotations and a translation are carried out by the means forming gripping and clamping forceps: a rotation around the axis 40 of said movable frame, a rotation around the axis common of the two shafts 48, 49.
  • the translation is in the direction Z.
  • an automatic detection device 104 for the characteristics of an ophthalmic lens capable of constituting an improved variant of the means for detecting characteristics of the lens shown in FIG. 3.
  • the electronic and computer system 30 will be able to carry out a more complete analysis of the image of the glass and automatically recognize, for example, the markings made on the glass or the segment of a bifocal glass.
  • the analysis of the image makes it possible to know the position of the markings of the glass in the reference frame of this support.
  • the system can then calculate the position of the lens clamping center so that the optical center of the lens or another centering mark is correctly positioned in the frame.
  • the means forming gripping and clamping clamps clamp the glass at this point.
  • This automatic detection device 104 of the characteristics of an ophthalmic lens 102 comprises a support 103, here horizontal and constituted by a transparent glass plate provided with projections 106 forming a tripod, to hold such a lens and, on either side of this support: on the one hand lighting means 108 including an optical system for developing a light beam directed towards the glass installed on the support and, on the other hand, means of analysis 110 of the image transmitted by the glass installed on the support.
  • the optical system 111 is arranged to define two possible optical paths 112, 113, switchable, for said light beam.
  • the lighting means comprise at least two switchable light sources S1, S2, corresponding respectively to the two aforementioned optical paths.
  • the two optical paths 112, 113 comprise a common part 115 upstream of said support, more particularly determined between a semi-reflecting mirror 118 and the sensor 128. This mirror materializes the intersection of the two optical paths.
  • the mirror can be replaced by a separator cube or a removable mirror.
  • a mask 120 forming a Hartmann matrix or the like is placed on only one of the paths (path 112), in a location such that it occupies a predetermined position relative to a optical axis 125 of said analysis means 110.
  • This optical axis 125 is in fact the common axis of certain lenses of the optical system centered with respect to the source S1 and of an optical receiver 128 forming part of the analysis means 110 located the other side of the support 103.
  • the analysis means also include a translucent screen 129 frosted, inserted perpendicularly to this optical axis 125 between the support 103 and said optical receiver 128.
  • the latter can be a matrix sensor or a camera with lens.
  • the optical receiver is a matrix sensor, a system of two lenses 130, 131 and a diaphragm 132 (telecentric system) are added to it. If the optical receiver is a camera, these elements are replaced by the very lens of the camera.
  • the translucent screen 129 frosted is preferably a glass or the like, frosted on the surface. It is a disc mounted to rotate and driven in rotation by a motor 135 about an axis parallel 136 to the optical axis 125 and spaced from the latter.
  • the first light source S1 among these two sources is a so-called point source associated with at least one collimation lens 139 capable of providing a complete parallel beam illuminating the mask 120 thereof.
  • the source S1 is used to establish a sort of lens mapping (power measurement / astigmatism at several points on the lens), to determine the optical center of non-progressive lenses, and to reposition objects on the front of the lens (engraving, marking , segment) seen with S2.
  • S1 may optionally be movable along the optical axis or an axis perpendicular thereto.
  • the collimating lens 139 is centered on the aforementioned optical axis.
  • the optical system further includes an expander consisting of two lenses
  • a second light source S2 is arranged to illuminate the glass 102 installed on the support 103 via a part of the optical system, excluding the mask 120 forming a Hartmann matrix.
  • This second light source is associated with the semi-reflecting mirror 118 which materializes the intersection of the two optical paths 112, 113.
  • This source S2 is a point source associated with at least one collimation lens capable of providing a full parallel beam directed towards the mirror 118.
  • the beam generated by the lens S2 is perpendicular to the beam generated by the lens S1 and the mirror makes an angle of 45 ° relative to the optical axis 125 so that the complete parallel beam coming from the source S2 is reflected on this mirror and directed towards the support 103 of the ophthalmic lens.
  • the light emitted by the source S2 is divided into distinct light rays parallel to each other at the outlet of the expander 140, 141.
  • the source S2 is mainly used for the determination of printed marks, relief engravings and segments
  • the device comprises at least a third light source and, in the example, several sources S31, S3n distributed circularly, at the periphery of the support 103, for illuminating in grazing light, such a glass placed on said support.
  • the light rays must not be diffused by the frosted surface, it is therefore necessary to provide either a retractable frosted glass or a glass having a polished area used only in this case.
  • the light sources mentioned S1, S2, above can be light-emitting diodes (LEDs) or laser diodes preferably associated with respective optical fibers.
  • the sources S31, S3n will preferably be light-emitting diodes.
  • the source S1 is used in conjunction with the mask forming the Hartmann matrix.
  • the complete parallel beam is transformed by the mask 120 into a plurality of individualized fine rays corresponding to the configuration of the mask. Each of these rays strikes the entry face (front face of the glass) parallel to the optical axis. These rays are deflected by the glass and are visualized in the form of light spots on the rotating frosted screen 129.
  • the frosted image is imaged on the matrix sensor, associated with the telecentric system or that of the camera, and the tasks are analyzed by a system. processing electronics and computing 16 ( Figure 2) which determines their movement.
  • the displacement of the points of the mask (that is to say the luminous spots which appear on the frosted screen) after deflection by the lens is in linear progression from the center to the periphery, compared to the positions of the same points when the support does not carry any ophthalmic lens.
  • the positions of the points of the Hartmann mask on the screen when the support does not carry any glass are measured during a calibration phase. Consequently, the measurement of a displacement of this kind makes it possible to determine the type of glass. For example, for a converging lens, the tasks get closer to the optical axis, especially since the lens is powerful.
  • progression line the direction of the power gradient is determined by calculation by calculating the power at different points of the glass, for example according to the method which will be indicated below. This direction is the line of progression.
  • the ophthalmic lens 102 has been identified as being of the unifocal type, it is easy to determine the position of the optical center of this lens by comparing the points of the reference mask (appearing on the frosted screen 129 when no lens is positioned on the support) and the corresponding points of the mask displayed on the frosted screen after deflection by the lens.
  • the point of the mask which has not been deflected corresponds to the position of the optical center.
  • an interpolation is carried out from the least deviated rays, for example by applying the method of least squares.
  • the position of the rear face of the glass is given with a good approximation by the position of the support since the glass is placed on it.
  • the image on the frosted screen of the mask forming the Hartmann matrix is still used.
  • the position and direction of the light rays are compared for several neighboring points, which makes it possible to calculate the position of the focal point on the optical axis (and therefore its power, which is the inverse of the distance from the focal point to the glass) and l 'astigmatism of the glass (value and axis of astigmatism) if there is astigmatism.
  • These measurements are local and can be repeated on different areas of the glass, which makes it possible to obtain a glass power map.
  • the addition is defined as the difference between the maximum power and the minimum power of the glass.
  • the reference point of the prism is defined as the point where the glass prism is worth two-thirds of the addition.
  • the prism reference point is the center of a segment separating two marks engraved on the lens. Most often, this point is also identified by a specific printed marking.
  • the identification of the PRP is done by illuminating the glass from the light source S2, that is to say by avoiding the Hartmann mask 120.
  • the image transmitted by the ophthalmic glass appears on the frosted glass 129, it is perceived by the optical receiver 128. Reading is accompanied by an appropriate image processing to better discern the engraved marks or the markings.
  • This visualization of the engraved marks or markings and the determination of the PRP then makes it possible to determine the centering point of the progressive lens (analogous to the optical center) on which we must make coincide the position of the center of the pupil, the eye of the wearer and the horizontal axis which gives the orientation of the lens in the frame.
  • the glass is generally circular and this analysis mainly aims to determine its diameter. However, it may happen that the lens already has a shape close to that of the frame for which it is intended. Image processing allows us to know the shape and dimensions of non-circular glass. Determining the shape and dimensions of the lens makes it possible to verify that it is large enough to fit in the frame.
  • the source S2 makes it possible to see the marks, engravings or segment but does not make it possible to determine their positions on the front face of the glass.
  • the source S1 on the other hand makes it possible to calculate the precise position of these elements acquired with S2 on the front face of the glass. We proceed as follows. Suppose that we consider the light spot A, on the frosted screen 129, corresponding to one of the holes in the Hartmann mask. The corresponding light beam hits the front of the glass
  • the source S2 is turned on and the corresponding image which appears on the frosted screen is stored. Then, we turn on the source S1 and we turn off the source S2.
  • the image of Hartmann's mask therefore appears on the frosted screen 129.
  • the height of each hole in the Hartmann mask is known (distance of the hole from the optical axis 125). Consequently, for a given radius and since the characteristics of the expander 140, 141 are well known, the height of the radius corresponding to its entry point on the front face of the ophthalmic lens 102 is known. say that we know the height of point A 'corresponding to point A. Consequently, we can assign to point A a correction which makes it possible to determine A'.
  • the measurements normally carried out by using the source S2 can be carried out under better conditions, when the ophthalmic lens is a mineral lens, by replacing the source S2 by one or more sources illuminating the front face of the ophthalmic lens in light grazing.
  • the acquisition of the measurements indicated above makes it possible, in connection with the data acquired by the transmission device 32 and the memory 34, to determine the exact grip point of the ophthalmic lens on the support 3 brought to said loading position and control all the movements of the frame 39 (pivoting around the axis 39 and rotation of the glass) during the clipping.
  • the monitor 18 is optional.

Abstract

Le dispositif comprend en combinaison: des moyens de détection (4) de caractéristiques d'un verre; des moyens pour prendre en compte les caractéristiques représentatives de la morphologie du patient; un support (3) du verre mobile selon un trajet prédéterminé entre une position de mesure et une position de chargement; des moyens de meulage (20) et; des moyens formant pince de préhension et de serrage (25) pour transporter le verre de ladite position de chargement jusqu'aux moyens de meulage.

Description

"Dispositif automatique ou semi-automatique pour le détourage d'un verre ophtalmique"
L'invention se rapporte à un dispositif de détourage de verre ophtalmique et concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant d'automatiser la prise en charge et les manipulations du verre entre, d'une part, une position où les caractéristiques optiques de celui-ci peuvent être déterminées à l'aide de moyens de mesure appropriés en vue de déterminer un point de préhension sur ledit verre et, d'autre part, les moyens de détourage. Ces derniers sont typiquement constitués par une meule adaptée à modifier le contour du verre pour l'adapter à celui du cadre ou "cercle" d'une monture sélectionnée.
La partie technique du métier de l'opticien consiste à placer un verre ophtalmique dans chaque cadre de la monture sélectionnée par le porteur. Pour ce faire, il est nécessaire de réaliser un certain nombre d'opérations.
Tout d'abord, après le choix de la monture, l'opticien doit situer la position de la pupille de chaque œil dans le repère de la monture. Il détermine ainsi deux paramètres liés à la morphologie du porteur, à savoir l'écart inter-pupillaire ainsi que la hauteur de la pupille par rapport à la monture.
En ce qui concerne la monture elle-même, il convient d'identifier sa forme, ce qui est réalisé généralement à l'aide d'un gabarit ou d'un appareil spécialement conçu pour lire le contour interne du "cercle" (c'est-à-dire le cadre du verre) de la monture. L'opticien doit également réaliser un certain nombre d'opérations sur le verre lui-même, avant détourage, pour repérer certaines de ses caractéristiques comme par exemple le centre optique (dans le cas d'un verre unifocal), ou la direction de l'axe de progression et la position du point de centrage pour un verre progressif. Dans la pratique, l'opticien reporte certains points caractéristiques à l'aide d'une pointe marquante sur le verre ophtalmique lui-même. Ces marques sont utilisées pour fixer sur le verre un pion de centrage et d'entraînement permettant de positionner correctement le verre ophtalmique dans une machine de meulage destinée à lui donner le contour voulu, correspondant à la forme de la monture choisie. Ce pion est le plus souvent collé provisoirement sur le verre à l'aide d'un adhésif double face. Le verre ainsi équipé est ensuite placé dans la machine de détourage où on lui donne la forme correspondant à celle de la monture choisie. Il permet de définir un référentiel géométrique dans lequel on repère les points et directions caractéristiques du verre, nécessaires à la mise en cohérence de celui-ci avec la position de la pupille, ainsi que les valeurs de détourage afin que ces points et directions caractéristiques soient proprement positionnés dans la monture.
Lorsque la découpe du verre n'aboutit pas à un bon montage dans la monture, l'opérateur peut reprendre l'usinage. Pour ce faire, il peut replacer le verre dans la machine, à l'aide du même pion de centrage. Selon l'organisation et le matériel dont dispose l'opticien, la répartition des opérations mentionnées ci-dessus peut se faire sur deux ou trois postes de travail. Des erreurs sont donc possibles en raison de la multiplication des manipulations. De plus, si ces opérations sont réalisées dans le cadre d'une organisation industrielle, il en résulte une perte de temps considérable et un coût de production élevé. En outre, le risque de dégradation du verre ophtalmique augmente avec le nombre de manipulations.
L'invention permet d'optimiser le processus énoncé ci-dessus en automatisant au maximum les phases de mesure et de positionnement du verre ophtalmique, ce qui permet de déterminer les caractéristiques optiques du verre et de contrôler la phase de transport du verre vers le poste de détourage et la phase de détourage proprement dite.
A cet effet, l'invention concerne essentiellement un dispositif de détourage de verre ophtalmique caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de détection de caractéristiques dudit verre, - des moyens pour prendre en compte des caractéristiques représentatives de la morphologie d'un porteur,
- un support d'un tel verre, mobile selon au moins un trajet prédéterminé d'un premier référentiel entre une position prédéterminée par rapport auxdits moyens de détection et une position de chargement, - des moyens pour superposer des caractéristiques précitées dudit verre et des caractéristiques représentatives de la morphologie dudit porteur,
- des moyens de meulage des bords dudit verre, et - des moyens formant pince de préhension et de serrage, mobiles selon un second référentiel lié audit premier référentiel, pour transporter ledit verre de ladite position de chargement jusqu'aux moyens de meulage.
Les moyens pour superposer les caractéristiques précitées peuvent (dans le cas d'un mode de réalisation relativement élaboré, à fonctionnement automatique) comporter des moyens de calcul, pour réaliser une "superposition" des données représentatives des caractéristiques en question. Ils peuvent néanmoins être complétés par des moyens de visualisation (par exemple un moniteur) pour permettre à un opérateur de contrôler visuellement la superposition de la représentation desdites caractéristiques et éventuellement de la représentation du contour de monture.
Avantageusement, les moyens de préhension et de serrage sont agencés (motorisés) pour faire pivoter le verre autour de son point de préhension, pendant la phase de meulage. Les moyens de détection des caractéristiques du verre peuvent être semi- automatiques ou automatiques. Dans le premier cas, l'opérateur place le verre ophtalmique sur le support en un emplacement de mesure. Il a à sa disposition un système électronique et informatique et un écran de visualisation permettant de superposer un contour représentatif de la forme du "cercle" de la monture, certaines caractéristiques optiques du verre ophtalmique considéré et des informations représentatives de la morphologie du porteur. L'opticien déplace ensuite le verre sur son support jusqu'à ce que les points caractéristiques dudit verre apparaissent sur l'écran en des emplacements convenables par rapport à un repère représentatif de la morphologie du porteur. Par ailleurs, le contour représentatif de la monture, détermine le point de préhension du verre. Lorsque le verre est correctement positionné sur son support, ce dernier se déplace selon ledit trajet prédéterminé du premier référentiel (typiquement un déplacement rectiligne) pour que les moyens formant pince de préhension et de serrage puissent s'appliquer de part et d'autre du verre et que celui-ci soit transporté jusqu'aux moyens de meulage.
Selon une variante possible, les résultats des lectures et mesures effectuées sur le verre sont exploités pour que les moyens formant pince de préhension et de serrage, viennent enserrer le verre en un point adéquat sans qu'il ait été nécessaire d'ajuster la position dudit verre sur le support.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif de détourage de verre ophtalmique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue générale schématique en perspective d'une partie du dispositif ;
- la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1 , le support de verre étant dans une autre position ;
- la figure 3 est une vue schématique illustrant plus particulièrement les moyens de prise de données permettant de détecter les caractéristiques principales du verre et de positionner celui-ci par rapport au contour de la monture choisie, avant détourage ; - la figure 4 est un schéma illustrant comment on détermine le point de préhension du verre par rapport au contour de la monture ; et
- la figure 5 est un schéma illustrant une variante des moyens de détection de caractéristiques dudit verre ophtalmique.
Le dispositif de détourage 10 de verre ophtalmique 2 représenté sur les figures 1 à 3 comprend un support 3 d'un tel verre, mobile selon un trajet prédéterminé F, des moyens de détection 4 de certaines caractéristiques du verre 2, des moyens de calcul 16 comprenant ici des moyens de visualisation 18 constitués par l'écran d'un moniteur, des moyens de meulage 20 pour effectuer le détourage du bord du verre ophtalmique à la forme et aux dimensions voulues et des moyens formant pince de préhension et de serrage 25 pour transporter le verre ophtalmique 2 du support 3 aux moyens de meulage 20.
Le support 3 est mobile selon ledit trajet F entre une position de mesure, prédéterminée par rapport auxdits moyens de détection 4 (figures 1 et 3) et une position de chargement (visible sur la figure 2). Dans l'exemple, ledit trajet prédéterminé est rectiligne ; il est défini par deux glissières parallèles 15a, 15b entre lesquelles se déplace le support 3. Celui-ci est pour l'essentiel constitué d'une plaque dont la partie centrale au moins est transparente, par exemple en verre. Cette plaque se déplace dans son propre plan entre les glissières.
Les moyens d'entraînement du support ne sont pas représentés, pour ne pas surcharger le dessin. La plaque est munie de saillies 6 formant un trépied, pour maintenir le verre. Les glissières qui définissent le trajet F matérialisent un premier référentiel, spécifique au support 3, lequel évolue ici entre la position de mesure prédéterminée par rapport auxdits moyens de détection 4 et ladite position de chargement. Le support 3 a donc une double fonction. Il maintient le verre pendant toute la phase des mesures, sans perturber celles-ci en raison de sa structure particulière (transparence) puis il le transporte jusqu'à un emplacement précis où il le verre est pris en charge par la pince de préhension et de serrage.
Les moyens de détection 4 des caractéristiques du verre comportent, de part et d'autre de ladite position prédéterminée du support, d'une part, des moyens d'éclairement 8 incluant une source lumineuse S, et une lentille de collimation 9 propre à en fournir un faisceau parallèle complet illuminant le verre, et, d'autre part, des moyens d'analyse 11 de l'image transmise par le verre installé sur le support 3. Ceux-ci comportent, dans l'exemple, un récepteur optique 28 et un écran translucide 29 intercalés entre le support et le récepteur optique. L'écran translucide 29 peut être constitué par une plaque de verre dépolie en surface. Pour améliorer la lisibilité des informations qui apparaissent sur l'écran dépoli 29, ce dernier peut être un disque monté tournant et entraîné en rotation dans son propre plan. Le récepteur optique 28 peut être un récepteur matriciel ou, comme représenté, une caméra. L'axe optique de ce récepteur est perpendiculaire au support 3 et passe par le centre de la lentille de collimation 9.
L'écran 29 est perpendiculaire à cet axe optique.
La caméra capte l'image du verre qui se forme sur l'écran dépoli. Les informations élaborées par la caméra sont adressées aux moyens de calcul et de visualisation 16, 18. Elles sont traitées par un système électronique et informatique 30 qui reçoit également des informations représentatives des paramètres mentionnés plus haut d'écart inter-pupillaire et de hauteur, par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission 32 et des informations représentatives du contour de la monture choisie. Ces informations sont par exemple conservées dans une mémoire 34 et sélectionnées par le praticien. Le système électronique et informatique 30 élabore une image qui est visualisée sur l'écran du moniteur des moyens de visualisation 18. Par conséquent, dans la version de réglage semi-automatique, on verra notamment sur cet écran, à la même échelle, le contour de la monture et celui du verre non détouré, avec ses caractéristiques particulières, notamment les points de repérage qui y sont portés. On y verra aussi le point de préhension 0 déterminé comme indiqué plus loin, ainsi que le ou les points représentatifs de la morphologie du porteur.
Le support transparent 3 comporte une découpe de dégagement 38, permettant auxdits moyens formant pince de préhension 25 de serrer le verre en un emplacement voulu de sa surface et de le dégager du support lorsque celui-ci se trouve à ladite position de chargement, afin d'amener ledit verre ophtalmique au voisinage des moyens de meulage, pour procéder au détourage de ce verre.
Les moyens formant pince de préhension et de serrage 25, se déplacent dans un second référentiel pour transporter ledit verre ophtalmique de ladite position de chargement jusqu'aux moyens de meulage.
Plus précisément, ces moyens comportent un bâti 39 en forme générale de C, monté mobile en rotation commandée, autour d'un axe vertical, 40 perpendiculaire au plan du support 3. La rotation du bâti permet d'amener un verre 2 serré par la pince de préhension, dans une zone d'activité des moyens de meulage. Ce bâti comprend deux bras 45, 46 s'étendant de part et d'autre d'un plan horizontal dans lequel se déplace le support 3. Le bras 45, inférieur, porte un arbre de serrage et d'entraînement en rotation 48 tandis que l'autre bras 46, supérieur porte un arbre d'entraînement en rotation 49. Autrement dit, une fois le serrage du verre ophtalmique effectué les deux arbres 48, 49 sont liés à des moyens d'entraînement en rotation communs, logés à l'intérieur du bâti 39. Les deux arbres sont coaxiaux et munis à leurs extrémités en regard de patins de serrage 50 permettant la préhension et le blocage d'un verre ophtalmique 2 prélevé sur le support 3. L'arbre de serrage 48 est quant à lui commandé en déplacement suivant son propre axe pour assurer la préhension et le blocage du verre ophtalmique. L'axe de pivotement 40 du bâti est parallèle à l'axe commun des arbres 48 et 49. En outre, le bâti 39 dans son ensemble est mobile et commandé en translation selon son axe 40 (direction Z). En effet, une meuleuse pour verre ophtalmique comporte généralement plusieurs meules empilées axialement : Deux meules pour l'ébauche (une pour les matières plastiques et une pour le minéral), une meule de finition et, éventuellement, une meule pour le polissage. Pour réaliser les différentes phases de l'usinage le verre doit passer successivement sur deux ou trois meules. Pour ce faire, il faut donc assurer un mouvement de translation relatif entre les meules et le verre suivant une direction parallèle à l'axe des meules. D'autre part pour faire tenir le verre dans une monture cerclée (dont le contour est fermé) il faut réaliser un biseau sur sa tranche. Cette forme est réalisée par la meule de finition, et éventuellement celle de polissage, qui comporte sur sa périphérie un creux de forme complémentaire à celle du biseau. Pour placer ce biseau au bon endroit sur la tranche du verre on utilise ce même mouvement de translation du verre par rapport aux meules.
Ce mouvement relatif pourrait être réalisé par une translation du support des meules suivant leur axe.
Dans le cas présent, cependant, c'est le bâti 39 qui réalise ce mouvement afin de faciliter la préhension du verre. En effet une fois le verre positionné manuellement ou mesuré et le support 3 en position de chargement, le bâti 39 tourne autour de son axe 40 pour positionner les arbres 48 et 49 en face du point de préhension, puis il effectue une translation vers le bas jusqu'à mettre en contact le patin 50 de l'arbre 49 avec le verre. Ensuite le patin de l'arbre 48 vient pincer le verre. Le bâti remonte ensuite le long de son axe 40, dégage le verre 2 du support 3 puis tourne autour de ce même axe pour positionner le verre dans la zone de meulage. Le bâti peut alors pivoter d'environ 120 à 150° pour amener le verre à détourer au voisinage de la meuleuse. Pendant le détourage, le système électronique et informatique 30 pilote à la fois le pivotement du bâti et la rotation du verre autour de l'axe commun des deux arbres 48, 49, en fonction du contour à donner au verre ophtalmique. Les moyens formant pince de préhension et de serrage 25 déplacent le verre dans ledit second référentiel pour transporter le verre de la position de chargement jusqu'aux moyens de meulage et ensuite faire tourner le verre autour de l'axe commun des deux arbres. Ce second référentiel est lié audit premier référentiel, c'est-à-dire celui de support. Pendant le meulage la distance entre l'axe commun des deux arbres 48, 49 et l'axe de rotation des moyens de meulage 20 est contrôlée en synchronisme avec la rotation du verre autour dudit axe commun pour donner au verre le contour voulu. Autrement dit, le pivotement du bâti 39 est contrôlé pendant le meulage. Sur la figure 4, le centre 0 du rectangle 56 qui encadre le périmètre du
"cercle" 57 de la monture et qui représente par conséquent la forme finale du verre ophtalmique, est le point du verre ophtalmique où viennent s'appliquer les patins de serrage 50 des moyens formant pince de préhension 25.
On va maintenant expliquer comment le dispositif qui vient d'être décrit est mis en oeuvre pour faciliter le positionnement du verre sur le support 3 en vue d'un détourage automatique de celui-ci.
Le verre ophtalmique 3 peut être de plusieurs types. S'il s'agit d'un verre uni focal l'opticien devra repérer son centre optique ainsi que, éventuellement, l'axe du cylindre, pour la correction d'astigmatisme, à l'aide d'un appareil connu appelé frontofocometre. Grâce à cet appareil, on dépose trois points alignés sur la surface du verre. Le point central correspond au centre optique du verre, les deux autres indiquent l'axe du cylindre. S'il s'agit d'un verre progressif, celui-ci est généralement livré avec un marquage à l'encre destiné à repérer les points nécessaires au centrage. Typiquement, ce marquage matérialise le centre de vision de loin, l'axe de progression et la zone de vision de près. S'il s'agit d'un verre bi ou tri focal, la "pastille" de vision de près est prise comme référence pour le centrage.
Par ailleurs, l'opticien dispose d'une numérisation de la forme de la monture choisie (mémoire 34) lui permettant d'introduire cette forme dans le système électronique et informatique 30, sous forme de données qui permettent de visualiser le contour du cadre ou "cercle" sur l'écran des moyens de visualisation 18. D'autre part, l'opticien renseigne le système électronique et informatique 30 des valeurs d'écart inter-pupillaire et de hauteur, mesurées sur le porteur. Pour ce faire, un dispositif 32 (clavier ou autre) constitue une interface adaptée pour prendre en compte et introduire dans le système 30 les caractéristiques représentatives de la morphologie du porteur. La forme représentative de la monture est affichée sur l'écran et est positionnée de façon que le centre 0 du rectangle dans lequel s'inscrit le "cercle" (voir figure 4) corresponde à un point déterminé qui sera le point de préhension du verre sur le support 3, lorsque le support est à ladite position de chargement. En fonction des données propres au porteur, une croix de centrage apparaît sur l'écran. Par exemple, cette croix correspond au centre optique du verre pour un verre uni focal, au point de vision de loin pour un verre progressif ou à la position du centre du segment de la pastille, pour un verre bi ou tri focal. En outre, le système électronique et informatique "reçoit l'image" du verre via le récepteur 28, ce qui permet de superposer cette image à celles qui sont déjà affichées sur l'écran. A partir de ce moment, l'opticien peut donc faire varier la position du verre sur le support 3 de façon à positionner les marquages réalisés sur le verre par rapport à la croix de centrage. L'apparition du "cercle" de la monture permet de contrôler que le verre est suffisamment grand pour que le montage soit possible.
Une fois le verre correctement positionné, l'opticien n'a plus à intervenir, en principe, puisque le support 3 est déplacé vers la position de chargement où le verre se trouve pris en charge par lesdits moyens formant pince de préhension et de serrage 25 puis transporté vers les moyens de meulage. Dans l'exemple représenté, le chariot réalise une translation tandis que deux rotations et une translation sont réalisées par les moyens formant pince de préhension et de serrage : une rotation autour de l'axe 40 dudit bâti mobile, une rotation autour de l'axe commun des deux arbres 48, 49. La translation est suivant la direction Z. On peut envisager d'autres modes de réalisation comportant d'autres combinaisons de translation(s) et rotation(s).
On va maintenant décrire en référence à la figure 5 un dispositif de détection automatique 104 de caractéristiques d'un verre ophtalmique susceptible de constituer une variante perfectionnée des moyens de détection de caractéristiques du verre représentés sur la figure 3. Avec un tel dispositif de détection automatique le système électronique et informatique 30 pourra réaliser une analyse plus complète de l'image du verre et reconnaître automatiquement, par exemple, les marquages réalisés sur le verre ou le segment d'un verre double foyer. Autrement dit, dès lors que le verre est posé sur le support 103, l'analyse de l'image permet de connaître la position des marquages du verre dans le référentiel de ce support. Le système peut alors calculer la position du centre de serrage du verre de façon que le centre optique du verre ou une autre marque de centrage soit correctement positionné dans la monture. Les moyens formant pince de préhension et de serrage viennent serrer le verre à ce point.
Ce dispositif de détection automatique 104 de caractéristiques d'un verre ophtalmique 102 comporte un support 103, ici horizontal et constitué par une plaque de verre transparente munie de saillies 106 formant un trépied, pour maintenir un tel verre et, de part et d'autre de ce support : d'une part des moyens d'éclairement 108 incluant un système optique pour élaborer un faisceau lumineux dirigé vers le verre installé sur le support et, d'autre part, des moyens d'analyse 110 de l'image transmise par le verre installé sur le support.
Le système optique 111 est agencé pour définir deux trajets optiques possibles 112, 113, commutables, pour ledit faisceau lumineux. Dans l'exemple représenté, les moyens d'éclairement comportent au moins deux sources lumineuses S1, S2 commutables, correspondant respectivement aux deux trajets optiques précités. Autrement dit, lorsque la source S1 est allumée, la source S2 est éteinte et réciproquement. Les deux trajets optiques 112, 113 comportent une partie commune 115 en amont dudit support, plus particulièrement déterminée entre un miroir semi-réfléchissant 118 et le capteur 128. Ce miroir matérialise l'intersection des deux trajets optiques. Le miroir peut être remplacé par un cube séparateur ou un miroir amovible.
Selon une caractéristique importante de ce mode de réalisation, un masque 120 formant une matrice de Hartmann ou analogue est placé sur l'un seulement des trajets (le trajet 112), en un emplacement tel qu'il occupe une position prédéterminée par rapport à un axe optique 125 desdits moyens d'analyse 110. Cet axe optique 125 est en fait l'axe commun de certaines lentilles du système optique centrées par rapport à la source S1et d'un récepteur optique 128 faisant partie des moyens d'analyse 110 situés de l'autre côté du support 103. Les moyens d'analyse comportent aussi un écran translucide 129 dépoli, intercalé perpendiculairement à cet axe optique 125 entre le support 103 et ledit récepteur optique 128 . Ce dernier peut être un capteur matriciel ou une caméra avec objectif. Si le récepteur optique est un capteur matriciel, on lui adjoint un système de deux lentilles 130, 131 et un diaphragme 132 (système télécentrique). Si le récepteur optique est une caméra, ces éléments sont remplacés par l'objectif même de la caméra. L'écran translucide 129 dépoli est de préférence un verre ou analogue, dépoli en surface. Il s'agit d'un disque monté tournant et entraîné en rotation par un moteur 135 autour d'un axe parallèle 136 à l'axe optique 125 et espacé de celui-ci. Revenant au système optique 111 lié aux sources S1 et S2, la première source lumineuse S1 parmi ces deux sources est une source dite ponctuelle associée à au moins une lentille de collimation 139 propre à en fournir un faisceau parallèle complet illuminant le masque 120. La source S1 est utilisée pour établir une sorte de cartographie du verre (mesure de puissance/astigmatisme en plusieurs points du verre), pour la détermination du centre optique des verres non progressifs, et pour repositionner sur la face avant du verre les objets (gravure, marquage, segment) vus avec S2. S1 peut éventuellement être mobile suivant l'axe optique ou un axe perpendiculaire à celui-ci. La lentille de collimation 139 est centrée sur l'axe optique précité. Le système optique comporte en outre un expanseur constitué de deux lentilles
140, 141 également centrées sur l'axe optique précité et placées entre le miroir et le support. Cet expanseur permet de générer un faisceau de lumière parallèle de plus grande dimension, supérieure à celle du verre et d'imager le masque 120 sur la surface du verre ophtalmique. Une seconde source lumineuse S2 est agencée pour éclairer le verre 102 installé sur le support 103 via une partie du système optique, excluant le masque 120 formant matrice de Hartmann. Cette seconde source lumineuse est associée au miroir semi-réfléchissant 118 qui matérialise l'intersection des deux trajets optiques 112, 113. Cette source S2 est une source ponctuelle associée à au moins une lentille de collimation propre à en fournir un faisceau parallèle complet dirigé vers le miroir 118. Le faisceau engendré par la lentille S2 est perpendiculaire au faisceau engendré par la lentille S1 et le miroir fait un angle de 45° par rapport à l'axe optique 125 de sorte que le faisceau parallèle complet issu de la source S2 est réfléchi sur ce miroir et dirigé vers le support 103 du verre ophtalmique. En revanche, en aval du masque 120, la lumière émise par la source S2 se divise en rayons lumineux distincts parallèles entre eux à la sortie de l'expanseur 140, 141. Comme on le verra plus loin, la source S2 est principalement utilisée pour la détermination de marques imprimées, de gravures en relief et de segments
(verres bifocaux et trifocaux). En revanche, un verre ophtalmique minéral comporte des gravures diffusantes. Dans ce cas, il est nécessaire pour certaines opérations d'éclairer le verre 102 en lumière rasante. C'est pourquoi le dispositif comporte au moins une troisième source lumineuse et, dans l'exemple plusieurs sources S31, S3n réparties circulairement, à la périphérie du support 103, pour éclairer en lumière rasante, un tel verre placé sur ledit support. Dans ce cas il ne faut pas que les rayons lumineux soient diffusés par le dépoli, il faut donc prévoir soit un verre dépoli escamotable soit un verre présentant une zone polie utilisée uniquement dans ce cas.
Les sources lumineuses mentionnées S1 , S2, ci-dessus peuvent être des diodes électroluminescentes (LED) ou des diodes laser de préférence associées à des fibres optiques respectives. Les sources S31 , S3n seront de préférence des diodes électroluminescentes.
On va maintenant décrire la façon dont le dispositif peut être exploité pour déterminer un certain nombre de caractéristiques du verre ophtalmique placé sur le support.
1 Identification du verre ophtalmique II est utile de pouvoir reconnaître, avant toute autre chose, le type de verre ophtalmique analysé (monofocal, multifocal ou progressif) afin d'éviter les erreurs. Pour ce faire, on utilise la source S1 en liaison avec le masque formant matrice de Hartmann. Le faisceau parallèle complet est transformé par le masque 120 en une pluralité de rayons fins individualisés correspondant à la configuration du masque. Chacun de ces rayons frappe la face d'entrée (face avant du verre) parallèlement à l'axe optique. Ces rayons sont déviés par le verre et sont visualisés sous forme de tâches lumineuses sur l'écran dépoli tournant 129. Le dépoli est imagé sur le capteur matriciel, associé au système télécentrique ou celui de la caméra, et les tâches sont analysées par un système électronique et informatique de traitement 16 (figure 2) qui détermine leur déplacement.
Si le verre est du type unifocal, le déplacement des points du masque (c'est à dire les tâches lumineuses qui apparaissent sur l'écran dépoli) après déviation par le verre est en progression linéaire du centre vers la périphérie, comparé aux positions des mêmes points lorsque le support ne porte aucun verre ophtalmique. Les positions des points du masque de Hartmann sur l'écran lorsque le support ne porte aucun verre sont mesurées au cours d'une phase d'étalonnage. Par conséquent, la mesure d'un déplacement de ce genre permet de déterminer le type de verre. Par exemple, pour un verre convergent, les tâches se rapprochent de l'axe optique, d'autant plus que le verre est puissant.
2 Détermination de la ligne de progression d'un verre progressif
Dans les conditions de mesure indiquées ci-dessus, on observe que pour un verre progressif, le déplacement des points varie suivant une ligne dite "ligne de progression". Pour déterminer cette ligne de progression, on détermine par calcul la direction du gradient de puissance en calculant la puissance en différents points du verre, par exemple selon la méthode qui sera indiquée plus loin. Cette direction est la ligne de progression. On peut donc mesurer et calculer de ce fait l'orientation de la ligne de progression qui est une des caractéristiques importantes d'un verre progressif. Il est à noter que ces calculs sont menés à partir de deux séries de données, d'une part la configuration des points du masque de Hartmann sur l'écran dépoli lorsque aucun verre ophtalmique n'est présent sur le support et d'autre part la configuration correspondante des mêmes points lorsqu'elle résulte d'une déviation de l'ensemble des rayons par le verre ophtalmique.
37 Détermination du centre optique pour un verre non progressif Si le verre ophtalmique 102 a été identifié comme étant du type unifocal on peut facilement déterminer la position du centre optique de ce verre en comparant les points du masque de référence (apparaissant sur l'écran dépoli 129 lorsqu'aucun verre n'est positionné sur le support) et les points correspondants du masque visualisés sur l'écran dépoli après déviation par le verre. En principe, le point du masque qui n'a pas été dévié correspond à la position du centre optique. Comme il n'existe pas généralement de rayon n'ayant subi aucune déviation, on procède en fait à une interpolation à partir des rayons les moins déviés, par exemple par application de la méthode des moindres carrés.
47 Calcul de la puissance et de l'astigmatisme du verre On sait que pour un verre unifocal, la distance entre le foyer et la face arrière du verre représente la puissance.
La position de la face arrière du verre est donnée avec une bonne approximation par la position du support puisque le verre est posé sur celui-ci. Pour déterminer le foyer, on utilise encore l'image sur l'écran dépoli du masque formant matrice de Hartmann. Pour ce faire, on compare la position des points correspondants entre l'image d'étalonnage (prise avant positionnement du verre) et l'image après interposition du verre. On compare pour plusieurs points voisins la position et la direction des rayons lumineux, ce qui permet de calculer la position du foyer sur l'axe optique (et donc sa puissance, qui est l'inverse de la distance du foyer au verre) et l'astigmatisme du verre (valeur et axe d'astigmatisme) s'il y a astigmatisme. Ces mesures sont locales et peuvent être répétées sur différentes zones du verre, ce qui permet d'obtenir une carte de puissance du verre. 57 Détermination du point de référence du prisme et de l'axe de l'horizontale pour un verre progressif
On sait que l'on peut considérer qu'en tout point du verre ophtalmique, la face avant et la face arrière font un angle assimilable à un prisme. Par ailleurs, dans un verre progressif, on définit l'addition comme étant la différence entre la puissance maximum et la puissance minimum du verre. Par convention, on définit le point de référence du prisme comme le point où le prisme du verre vaut les deux tiers de l'addition.
Sur un verre progressif, le point de référence de prisme (PRP) est le centre d'un segment séparant deux repères gravés sur le verre. Le plus souvent, ce point est également repéré par un marquage spécifique imprimé. Le repérage du PRP se fait en illuminant le verre à partir de la source lumineuse S2, c'est à dire en évitant le masque de Hartmann 120. L'image transmise par le verre ophtalmique apparaît sur le verre dépoli 129, elle est perçue par le récepteur optique 128. La lecture s'accompagne d'un traitement d'image approprié pour mieux discerner les repères gravés ou les marquages. Cette visualisation des repères gravés ou marquages et la détermination du PRP permet ensuite de déterminer le point de centrage du verre progressif (analogue au centre optique) sur lequel on doit faire coïncider la position du centre de la pupille, de l'œil du porteur et l'axe d'horizontale qui donne l'orientation du verre dans la monture.
67 Détermination de la forme et des dimensions du verre
Ces caractéristiques se déterminent en illuminant le verre ophtalmique à partir de la source S2 et en effectuant un traitement d'image approprié afin de mieux discerner les contours du verre. Avant détourage, le verre est généralement circulaire et cette analyse à principalement pour but de déterminer son diamètre. Cependant, il peut arriver que le verre ait déjà une forme proche de celle de la monture à laquelle il est destiné. Le traitement d'image permet de connaître la forme et les dimensions du verre non circulaire. La détermination de la forme et des dimensions du verre permet de vérifier que celui-ci est suffisamment grand pour tenir dans la monture.
77 Détermination de la position du segment dans le cas d'un verre à double foyer On utilise encore la source S2 qui permet de visualiser le verre ophtalmique sur l'écran dépoli. Un traitement d'images approprié permet de mieux observer les variations d'intensité lumineuses sur l'écran et par conséquent d'obtenir un contour net des limites du segment, et déterminer sa position avec précision. II est à noter que pour tous les paramètres indiqués ci-dessus qui sont acquis à partir de l'illumination du verre ophtalmique par la source S2, c'est à dire en excluant le masque de Hartmann, il est possible de retraiter les mesures pour "reporter" les positions des marques, gravures ou segment lues sur l'écran dépoli, au niveau de la face avant du verre ophtalmique. La source S2 permet de voir les marques, gravures ou segment mais ne permet pas de déterminer leurs positions sur la face avant du verre. La source S1 permet par contre de calculer la position précise de ces éléments acquis avec S2 sur la face avant du verre. On procède de la façon suivante. Supposons que l'on considère la tache lumineuse A, sur l'écran dépoli 129, correspondant à l'un des trous du masque de Hartmann. Le rayon lumineux correspondant frappe la face avant du verre
102 en A'. Dans une première étape, on allume la source S2 et on mémorise l'image correspondante qui apparaît sur l'écran dépoli. Puis, on allume la source S1 et on éteint la source S2. L'image du masque de Hartmann apparaît donc sur l'écran dépoli 129. Par construction, on connaît la hauteur de chaque trou du masque de Hartmann (distance du trou par rapport à l'axe optique 125). Par conséquent, pour un rayon donné et étant donné que les caractéristiques de l'expanseur 140, 141 sont bien connues, on connaît la hauteur du rayon correspondant à son point d'entrée sur la face avant du verre ophtalmique 102. C'est à dire qu'on connaît la hauteur du point A' correspondant au point A. Par conséquent, on peut affecter au point A une correction qui permet de déterminer A'. On peut donc retrouver la position sur le verre même, de tout repère lu sur l'écran dépoli, ce qui augmente la précision de cette mesure. Autrement dit, l'utilisation d'un masque de Hartmann en liaison avec une source lumineuse S1 (ledit masque de Hartmann étant placé en amont du verre ophtalmique) permet d'améliorer toutes les mesures qui sont effectuées en illuminant le verre à partir d'une source S2 empruntant un trajet optique excluant ledit masque.
Comme mentionné précédemment, les mesures normalement effectuées par utilisation de la source S2 peuvent être réalisées dans de meilleures conditions, lorsque le verre ophtalmique est un verre minéral, en remplaçant la source S2 par une ou plusieurs sources éclairant la face avant du verre ophtalmique en lumière rasante.
L'acquisition des mesures indiquées ci-dessus permet, en liaison avec les données acquises par le dispositif de transmission 32 et la mémoire 34, de déterminer le point de préhension exact du verre ophtalmique sur le support 3 amené à ladite position de chargement et de piloter tous les mouvements du bâti 39 (pivotement autour de l'axe 39 et rotation du verre) pendant le détourage. Avec un tel mode de réalisation le moniteur 18 est facultatif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détourage de verre ophtalmique caractérisé en ce qu'il comprend :
- des moyens de détection (4,104) de caractéristiques dudit verre,
- des moyens (32) pour prendre en compte des caractéristiques représentatives de la morphologie d'un porteur,
- un support (3,103) d'un tel verre, mobile selon au moins un trajet prédéterminé d'un premier référentiel entre une position de mesure prédéterminée par rapport auxdits moyens de détection et une position de chargement, - des moyens (16) pour superposer des caractéristiques précitées dudit verre , et des caractéristiques représentatives de la morphologie dudit porteur,
- des moyens de meulage (20) des bords dudit verre, et
- des moyens formant pince de préhension et de serrage (25), mobiles selon un second référentiel lié audit premier référentiel, pour transporter ledit verre de ladite position de chargement jusqu'aux moyens de meulage.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits moyens formant pince de préhension et de serrage (25) sont agencés pour faire pivoter ledit verre autour de son point de préhension.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens (16) pour superposer lesdites caractéristiques comportent des moyens de visualisation (18).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit support (3,103) est transparent et comporte une découpe de dégagement (38) permettant auxdits moyens formant pinces de préhension de serrer ledit verre en un emplacement voulu de sa surface et de le dégager dudit support.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit support comporte une plaque transparente mobile dans son propre plan le long de moyens de guidage (15a, 15b) rectilignes.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite plaque transparente est munie de saillies (6,106) formant au moins un trépied pour maintenir un verre précité.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (4) comportent au moins des moyens de visualisation d'un verre précité comprenant, de part et d'autre dudit support lorsque ce dernier est dans ladite position prédéterminé, d'une part des moyens d'éclairement (8) et d'autre part des moyens d'analyse (11) de l'image transmises par un tel verre installé sur ledit support.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'analyse comportent un écran translucide dépoli (29), intercalé perpendiculairement à un axe optique desdits moyens d'analyse entre un point situé entre ledit support et un récepteur optique.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit écran translucide dépoli est monté tournant et entraîné en rotation autour d'un axe parallèle audit axe optique et espacé de celui-ci.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit récepteur optique est un capteur matriciel ou une caméra (28).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (104) comportent, de part et d'autre de ladite position prédéterminée dudit support, d'une part des moyens d'éclairement (108) incluant un système optique pour élaborer un faisceau lumineux dirigé vers un verre installé sur ledit support et, d'autre part, des moyens d'analyse (110) de l'image transmise par ledit verre installé sur ledit support, en ce que ledit système optique est agencé pour définir deux trajets optiques possibles (112, 113), commutables, pour ledit faisceau lumineux et en ce qu'un masque (120) formant une matrice de Hartmann ou analogue est placé sur l'un seulement des trajets, en un emplacement tel qu'il occupe une position prédéterminée par rapport à un axe optique (125) desdits moyens d'analyse.
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que les deux trajets optiques (112, 113) comportent une partie commune en amont dudit support.
13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairement comportent au moins deux sources lumineuses (S1, S2) commutables correspondant respectivement aux deux trajets optiques précités.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une première source lumineuse (SI) parmi lesdites deux sources est une source dite ponctuelle associée à au moins une lentille propre à en fournir un faisceau parallèle illuminant ledit masque.
15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'une seconde source lumineuse (S2) parmi lesdites deux sources est agencée pour éclairer ledit verre installé sur ledit support via une partie dudit système optique excluant ledit masque.
16. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ladite seconde source lumineuse (S2) est associée à un miroir semi- réfléchissant (118) matérialisant l'intersection des deux trajets optiques précités, ledit miroir étant intercalé entre ledit masque et ledit support.
17. Dispositif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite seconde source (S2) est une source dite ponctuelle associée à au moins une lentille propre à en fournir un faisceau parallèle dirigé vers ledit miroir (118).
18. Dispositif selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'un expanseur (140, 141) est intercalé entre ledit miroir et ledit support.
19. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une troisième source lumineuse (S31 , S3n) agencée à la périphérie dudit support 103 pour éclairer en lumière rasante un verre placé sur ledit support.
20. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19, caractérisé en ce que lesdits moyens d'analyse comportent un écran translucide dépoli (129) intercalé perpendiculairement audit axe optique entre ledit support (103) et un récepteur optique (128).
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit écran translucide dépoli (129) est monté tournant et entraîné en rotation autour d'un axe parallèle audit axe optique et espacé de celui-ci.
22. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit récepteur optique (128) est un capteur matriciel ou une caméra.
23. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens formant pinces de préhension comportent un bâti (39) mobile, en ce que ce bâti comprend deux bras (45,46) s'étendant de part et d'autre d'un plan dans lequel se déplace ledit support, en ce que l'un des bras porte un arbre de serrage (48), en ce que l'autre bras porte un arbre d'entraînement en rotation(49), les deux arbres étant coaxiaux et munis à leurs extrémités en regard de patins de serrage (50) pour la préhension et le blocage d'un verre ophtalmique.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que ledit bâti est monté mobile en rotation commandée autour d'un axe (40) perpendiculaire au plan précité dudit support, la rotation dudit bâti permettant d'amener un verre serré entre les deux arbres dans une zone d'activité des moyens de meulage (40) et le pivotement du bâti étant contrôlé pendant le meulage.
25. Dispositif selon la revendication 23 ou 24, caractérisé en ce que ledit arbre de serrage (48) est monté mobile en translation commandée selon son propre axe longitudinal.
26. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que ledit arbre d'entraînement en rotation (49) est monté mobile en rotation commandé par rapport à son propre axe longitudinal.
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