WO2005015148A2 - Procede et dispositif de mesure de l’indice de refraction d’une lentille ophtalmique - Google Patents

Procede et dispositif de mesure de l’indice de refraction d’une lentille ophtalmique Download PDF

Info

Publication number
WO2005015148A2
WO2005015148A2 PCT/FR2004/002010 FR2004002010W WO2005015148A2 WO 2005015148 A2 WO2005015148 A2 WO 2005015148A2 FR 2004002010 W FR2004002010 W FR 2004002010W WO 2005015148 A2 WO2005015148 A2 WO 2005015148A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
face
ray
refractive index
points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2004/002010
Other languages
English (en)
Other versions
WO2005015148A3 (fr
Inventor
Pascal Delage
Fabien Divo
Didier Perion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EssilorLuxottica SA
Original Assignee
Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Essilor International Compagnie Generale dOptique SA filed Critical Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Publication of WO2005015148A2 publication Critical patent/WO2005015148A2/fr
Publication of WO2005015148A3 publication Critical patent/WO2005015148A3/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of characterization of ophthalmic lenses. It relates more particularly to a method and a machine intended for measuring the refractive index of an ophthalmic lens.
  • the refractive index is a characteristic of the material making up such a lens. This characteristic is linked to the ability of the material to deflect an incident light ray. Indeed, a light ray propagating in a given medium (for example the air) will be deflected by meeting another medium (for example an ophthalmic lens) by an angle which depends among other things on the indices of refraction of the two different mediums.
  • An ophthalmic lens which aims to correct a vision defect such as myopia, astigmatism, hyperopia, presbyopia, is characterized by several main physical parameters, in addition to the refractive index of the material constituting it : the geometry of the front and rear faces and the thickness of the lens.
  • the refractive index of the material constituting it
  • the geometry of the front and rear faces and the thickness of the lens there are an infinity of combinations of these parameters making it possible to obtain the desired correction value and therefore an infinity of lens geometries, thicknesses and possible refractive indices.
  • knowledge of the refractive index of the material, the power of the lens and the identity of the manufacturer is generally sufficient to determine all the characteristics of the lens.
  • the different principles commonly used to measure the refractive index of a lens are as follows: - measurement of the deflection of light rays by a prismatic lens, of known geometry; - measurement of the total reflection angle on a known plane face; - measurement of the variation in power of the lens when it is immersed in a liquid medium of known refractive index, or equivalent principles; - measurement of the propagation delay of a light beam, between a measurement with and a measurement without a lens (the lens being of known thickness); - measurement under the microscope of the optical thickness of a glass plate of known geometric thickness. These principles are not suitable for the optician for several reasons.
  • documents EP 1 093 907 and EP 0 933 163 describe devices for determining the optical center of an ophthalmic lens, these devices also making it possible to measure certain parameters of the lens without however proposing a measurement of the index of refraction.
  • the aim of the present invention is to remedy the aforementioned drawbacks by providing a principle of measurement of the refractive index which is simple to implement and which, moreover, is suitable for supplementing the aforementioned characterization devices.
  • a first object of the invention relates to a method for measuring the refractive index of an ophthalmic lens delimited by a first face and a second face, characterized in that it comprises the following steps: immobilizing the lens on a support; illuminate the lens with at least one light ray oriented in a direction of incidence, said ray forming an incident ray entering the lens through the first face at an incidence point as well as an emerging ray leaving the lens through the second face at an emergence point in an emergence direction, with, among the direction of incidence and the emergence direction, one of these directions which is said to be first direction and which has a predetermined orientation; determine the orientation of the other of these directions which is said to be the second direction; determining the coordinates of at least one group of three surrounding points located on the first face of the lens in the immediate vicinity, and distributed around, the point of incidence; determining the coordinates of at least one group of three surrounding points located on the second face of the lens in the immediate vicinity, and distributed around, of the point of emergence; calculating
  • the refractive index of the material making up an ophthalmic lens can be determined on the lens itself, without using samples of known geometry of the same material.
  • the optician can thus, for example carry out this measurement directly on a broken spectacle lens for its replacement by an identical lens.
  • the refractive index can be measured on any lens, no parameter known in advance is necessary.
  • Such a method can also be used to automatically recognize a lens from a list of prerecorded lenses.
  • the refractive index is one of the parameters that can help identify the lens.
  • the step of calculating the refractive index is carried out from the angle formed by the two planes passing respectively through the surrounding points of the first face and through the surrounding points of the second side.
  • the coordinates of three points are sufficient to determine the equation of the single plane passing through these three points.
  • the determined plane contains the four points (although the surface of said lens is curved) and is therefore the plane tangent to the surface of the lens at the point of incidence or at the point of emergence.
  • the step of determining the coordinates of the points surrounding the second face is carried out with reference to a theoretical point defined by the intersection between the second face of the lens and the extension of the incident ray.
  • This approximation operation is of interest when the object measured has a thickness sufficiently small so that the deviation of the incident ray is limited in value and in distance so that the point of emergence and the theoretical point are very close, almost confused.
  • Most ophthalmic lenses meet these criteria of thickness and refractive index.
  • this approximation generates a measurement error which is entirely acceptable and makes the measurement easier since the coordinates of the point of emergence must be determined by calculation whereas the theoretical point can easily be determined as being the theoretical extension of the incident ray to the second face of the lens.
  • the coordinates of at least one of the surrounding points can be determined by mechanical probing or by contactless probing.
  • the step of determining the orientation of the second direction can include the implementation of the Hartmann method by means of a Hartmann matrix and a screen arranged opposite the lens.
  • This arrangement is advantageous since means for implementing the HARTMANN method, well known to those skilled in the art, are already available in different types of apparatus for characterizing ophthalmic lenses.
  • said first direction having a predetermined orientation can be the direction of the incident ray and said second direction can be the direction of the emerging ray.
  • Said first direction can also have a vertical orientation.
  • the invention relates to a machine for characterizing an ophthalmic lens delimited by a first face and a second face, said machine being suitable for implementing the aforementioned method and comprising: a lens support adapted to let at least one light ray pass right through the lens; a light source adapted to emit at least one ray in a direction of incidence; a measuring device suitable for measuring the orientation of an emerging ray which projects from said second face in an emergence direction; characterized in that, among the direction of incidence and the direction of emergence, one of these directions is called the first direction and is predetermined, the other of these directions being called the second direction, and in that the machine comprises in addition: a probing device adapted to detect the position of particular points of the first and of the second face of the lens when the latter is in place on the support; a calculating device connected to the probing device as well as to the measuring device and suitable for the acquisition and digital processing of the coordinates of the probed points and of said deviation to determine the refractive index of the o
  • the invention can thus be integrated into existing equipment, such as a glass overflow system with automatic centralizer.
  • the document WO 02/099376 describes such an apparatus.
  • the additional function of measuring the refractive index can advantageously be added to this system.
  • the characterization machine can also have the following preferred characteristics, independently of one another, the advantages of which are those of the aforementioned method.
  • the measuring device may comprise a screen arranged opposite the second face of the lens, as well as a Hartmann matrix disposed between the second face of the lens and said screen.
  • the measurement device can also comprise means for acquiring the image formed on said screen.
  • the screen and the Hartmann matrix can be arranged horizontally, the light source can be adapted to emit a vertical ray and the support can be adapted to horizontally hold the lens.
  • Said first direction having a predetermined orientation can be the direction of the incident ray and said second direction can be the direction of the emerging ray, said first direction being able to have a vertical orientation.
  • FIG. 1 is a diagram representing a profile lens and, diagrammatically, the light rays used in the context of the invention, with their angular arrangements
  • - Figure 2 is a schematic view, in profile and in section, of a machine according to an embodiment of the invention, in which is mounted an ophthalmic lens whose refractive index is intended to be measured.
  • Figure 1 illustrates the measurement principle underlying the invention. A lens 1 for which it is sought to measure the refractive index is seen in profile.
  • An incident light ray 2 is first of all projected in a direction which is here vertical in the direction of a first face 3 of the lens 1.
  • the incident ray 2 meets said face 3 at a point of incidence A.
  • the ray follows a path inside the lens, along a portion 4 deviated from the incident ray.
  • the deviation of the radius is caused by the change of medium, between the air with its own index of refraction and the lens with its own index of refraction.
  • the ray meets the second face 5 of the lens 1 at an emergence point B and is again deflected into an emergent ray 6 which projects from this point B.
  • a HARTMANN device is placed opposite the second face 5 the lens 1.
  • this device comprises a matrix of HARTMANN 7 arranged horizontally, therefore seen in profile in FIG. 1, as well as a screen 8 also arranged horizontally and seen in profile.
  • the emerging ray 6 crosses the HARTMANN matrix 7 at a point I and meets the screen at a point J.
  • An additional point K, represented in FIG. 1, is such that it materializes the vertical projection of point I on the screen 8.
  • Such a HARTMANN device is suitable for measuring the distance
  • each plane P A , PB is determined in the coordinate system formed by the XY plane of the screen 8 and by an axis Z, normal to the screen 8, represented in FIG. 1.
  • the way to obtain the equation of the planes PA, PB will be detailed below with reference to FIG. 2.
  • the equation of said normals N A , NB can then be calculated from the equation of the plane P A and of respectively equation of the PB plane.
  • This angle ⁇ -t can be calculated from the equation of these two lines.
  • the equation of the vertical passing through A is known since it is parallel to the axis Z and has the same position in the XY plane as the light ray 2.
  • the angle ⁇ 2 formed between the vertical is calculated passing through A and the normal NB at point B.
  • the angle ⁇ is equal to the sum ⁇ i - ⁇ 2 in which ⁇ -i and ⁇ 2 are trigonometrically oriented angles.
  • FIG. 2 schematically represents a machine 9 according to the invention, seen from profile.
  • the machine 9 is here a centering device suitable for determining the optical center of the lens, in addition to the measurement of the refractive index described below. This machine 9 is seen in section to show its constituent elements.
  • a frame 10 in the shape of a C, forms the structure of the machine 9.
  • This frame 10 comprises an upper part 11 in which a light source 12 takes place, a lower part 13 receiving a HARTMANN device 14 and an intermediate part 15 in which is housed a computer 16.
  • the light source 12 is oriented to emit a vertical light beam 2. It is also positioned so that the coordinates of radius 2 in the XY plane are known to the computer 16, which can pivot the ignition of the source 12 and possibly its displacement.
  • the HARTMANN device 14 this is represented schematically in accordance with FIG. 1 by a HARTMANN matrix 7 and a screen 8.
  • a device 22 for acquiring the image formed on the screen 8 is of no longer arranged opposite screen 8 and connected to the computer 16 to supply the latter with the measured ⁇ HARTMANN values.
  • the computer 16 is an electronic device adapted to collect and process digital data according to a program. This is for example a microprocessor-based electronic card with embedded programs or a standard computer on which the appropriate programs are installed.
  • the machine 9 also comprises a support 17 for holding a lens 1 horizontally above the lower part 13. Under the location of the lens 1, a transparent wall 18 allows the emerging ray 6 to reach the HARTMANN device 14 This wall could be replaced by a simple opening allowing the light rays to pass.
  • the machine also includes a probe 19, common in three-dimensional metrology applications, conventionally mounted on a system of slides 20 allowing movement of the probe 19 in three directions in space.
  • the feeler 19 comprises an orientable touch point 21 having three degrees of freedom and making it possible, together with the slides 20, to feel any point on the first face 3 or the second face 5 of the lens 1.
  • the feeler 19 and the related equipment is connected to the computer 16 so that it can control the movement of the probe 19 and acquire the coordinates of the probed points.
  • the determination of the respective equations of the tangent planes PA and P B requires to palpate and acquire the position of several points around points A and B.
  • the points A-t, A 2 A 3 will preferably be chosen within a radius of 2.5 mm around point A. Since the coordinates of point A in the XY plane are known (they are the same as that of incident radius 2), the probe is first positioned in an area corresponding to the aforementioned 2.5 mm radius and then performs a descent until touching the first face 3 to acquire the missing Z position. This operation is repeated for each of the points Ai, A 2 , A 3 .
  • the actual coordinates of point B can also be determined by trigonometric calculation using the HARTMANN 14 device, so as to allow the acquisition of three points around B and not B ', for more precision.
  • the computer is able to determine the equation of the planes PA, PB and the normals N A, NB, the value of the angles ⁇ and D and finally to calculate the refractive index n.
  • the example described here refers to the illumination of the lens by a light ray
  • it is possible to use more than one light ray for example by illuminating the whole lens with a beam of a large diameter which is equivalent to a beam of parallel light rays and selecting only the necessary beams.
  • Alternative embodiments of the device can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • the mechanical probing can be replaced by a non-contact optical probing with laser beam and CCD camera based on triangulation calculations as illustrated by the document US Pat. No. 6,122,063.
  • the determination of points Ai, A 2 , A 3 and Bi, B 2 , B 3 can be carried out in a specific probing station or on a lens grinder equipped with probes.
  • the operation then involves moving the lens between the different work stations, for example using a manipulator arm, vis-à-vis a pre-established frame of reference. It can alternatively involve the placing of a reference on the lens, such as a common gliding accessory in this area.
  • the machine described can thus integrate common functions for characterizing other parameters of the lens, centering functions and fitting a centering or drive pin. In practice, the probing step will follow that of centering.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

Procédé de mesure de l'indice de réfraction (n) d'une lentille ophtalmique (1) délimitée par une première face (3) et une deuxième face (5), comportant les étapes suivantes : déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants (A1, A2, A3) situés sur la première face (3) de la lentille (1) à proximité immédiate, et répartis autour, d'un point d'incidence (A) ; déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants (B1, B2, B3) situés sur la deuxième face (5) de la lentille (1) à proximité immédiate, et répartis autour, d'un point d'émergence (B); calculer l'indice de réfraction (n) de la lentille (1) à partir des coordonnées desdits points environnants (A1, A2, A3, B1, B2, B3) et de la déviation d'un rayon lumineux incident en A et émergent en B.

Description

Procédé et machine de mesure de l'indice de réfraction d'une lentille ophtalmique L'invention a trait au domaine de la caractérisation des lentilles ophtalmiques. Elle concerne plus particulièrement un procédé et une machine destinés à mesurer l'indice de réfraction d'une lentille ophtalmique. L'indice de réfraction est une caractéristique du matériau composant une telle lentille. Cette caractéristique est liée à l'aptitude du matériau à dévier un rayon lumineux incident. En effet, un rayon lumineux se propageant dans un milieu donné (par exemplaire l'air) sera dévié en rencontrant un autre milieu (par exemple une lentille ophtalmique) d'un angle qui dépend entre autres des indices de réfraction des deux différents milieux. Une lentille ophtalmique, qui a pour but de corriger un défaut de vision tel que la myopie, l'astigmatisme, l'hypermétropie, la presbytie, est caractérisée par plusieurs paramètres physiques principaux, en plus de l'indice de réfraction du matériau la constituant : la géométrie des faces avant et arrière et l'épaisseur de la lentille. Pour un défaut à corriger donné, par exemple une myopie d'une certaine valeur, il existe une infinité de combinaisons de ces paramètres permettant d'obtenir la valeur de correction souhaitée et donc une infinité de géométries de lentilles, d'épaisseurs et d'indices de réfraction possibles. En pratique, la connaissance de l'indice de réfraction du matériau, de la puissance de la lentille et de l'identité du fabricant suffit en général pour déterminer toutes les caractéristiques de la lentille. De plus, toujours pour une puissance de correction donnée, deux lentilles ayant des indices de réfraction différents, bien que fournissant la même correction de par leur géométrie, auront des propriétés optiques légèrement différentes en ce qui concerne le grossissement. Ces deux lentilles donneront deux images corrigées et nettes mais de taille légèrement différente. Ceci peut être gênant, car pour une bonne vision binoculaire, les deux yeux doivent percevoir deux images identiques, du point de vue de la netteté mais aussi de la taille. Par exemple, un opticien qui doit remplacer une lentille de monture doit connaître la puissance de correction de celle-ci, mais aussi son indice de réfraction de sorte que la lentille à remplacer puisse l'être par une lentille de même indice de réfraction. Cela permettra à la lentille de remplacement d'avoir la même forme que l'ancienne (esthétisme du montage) et permettra également à la nouvelle lentille d'avoir le même coefficient de grossissement de l'image vue par l'œil, pour respecter la vision binoculaire. Il est donc nécessaire, dans le domaine de l'optique, de disposer de moyens pour mesurer l'indice de réfraction du matériau constituant une lentille ophtalmique, notamment lors de son remplacement. Les différents principes employés couramment pour mesurer l'indice de réfraction d'une lentille sont les suivants : - mesure de la déviation des rayons lumineux par une lentille prismatique, de géométrie connue ; - mesure de l'angle de réflexion totale sur une face plane connue ; - mesure de la variation de puissance de la lentille quand elle est plongée dans un milieu liquide d'indice de réfraction connu, ou principes équivalents ; - mesure du retard de propagation d'un faisceau lumineux, entre une mesure avec et une mesure sans lentille (la lentille étant d'épaisseur connue) ; - mesure au microscope de l'épaisseur optique d'une plaque de verre d'épaisseur géométrique connue. Ces principes ne sont pas adaptés à l'opticien pour plusieurs raisons.
Certains nécessitent de connaître ou imposent des caractéristiques de la lentille. De plus, la plupart de ces principes sont coûteux et difficiles d'emploi et ne peuvent donc pas être mis en œuvre par les dispositifs connus de caractérisation d'une lentille ophtalmique. On connaît en effet des documents US 5 825 476 et WO 00/40922 des dispositifs de caractérisation d'une lentille ophtalmique. Ces dispositifs permettent de mesurer des caractéristiques d'une lentille telles que puissance sphérique, puissance cylindrique, axe de cylindre, prisme, coma, vision de loin, vision de près, rayon de courbure mais ne permettent pas une mesure de l'indice de réfraction. Par ailleurs, les documents EP 1 093 907 et EP 0 933 163 décrivent des dispositifs pour la détermination du centre optique d'une lentille ophtalmique, ces dispositifs permettant également la mesure de certains paramètres de la lentille sans toutefois proposer de mesure de l'indice de réfraction. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en fournissant un principe de mesure de l'indice de réfraction simple à mettre en œuvre et qui de plus est adapté à venir compléter les dispositifs de caractérisation cités. A cet effet, un premier objet de l'invention vise un procédé de mesure de l'indice de réfraction d'une lentille ophtalmique délimitée par une première face et une deuxième face, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : immobiliser la lentille sur un support ; éclairer la lentille avec au moins un rayon lumineux orienté selon une direction d'incidence, ledit rayon formant un rayon incident entrant dans la lentille par la première face en un point d'incidence ainsi qu'un rayon émergeant sortant de la lentille par la deuxième face en un point d'émergence selon une direction d'émergence, avec, parmi la direction d'incidence et la direction d'émergence, l'une de ces directions qui est dite première direction et qui a une orientation prédéterminée ; déterminer l'orientation de l'autre de ces directions qui est dite deuxième direction ; déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants situés sur la première face de la lentille à proximité immédiate, et répartis autour, du point d'incidence ; déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants situés sur la deuxième face de la lentille à proximité immédiate, et répartis autour, du point d'émergence ; calculer l'indice de réfraction de la lentille à partir des coordonnées desdits points environnants et de l'orientation de la deuxième direction. Selon ce procédé, l'indice de réfraction du matériau composant une lentille ophtalmique peut être déterminé sur la lentille elle-même, sans recourir à des échantillons de géométrie connue du même matériau. L'opticien peut ainsi, par exemple effectuer cette mesure directement sur un verre de lunettes cassé pour son remplacement par un verre identique. La mesure de l'indice de réfraction peut être effectuée sur un verre quelconque, aucun paramètre connu à l'avance n'est nécessaire. Un tel procédé peut également être employé pour reconnaître automatiquement une lentille parmi une liste de lentilles préenregistrées. L'indice de réfraction est un des paramètres qui peut aider à l'identification de la lentille. Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'étape de calcul de l'indice de réfraction est réalisée à partir de l'angle formé par les deux plans passant respectivement par les points environnants de la première face et par les points environnants de la deuxième face. Les coordonnées de trois points suffisent en effet pour déterminer l'équation du plan unique passant par ces trois points. Lorsque, comme c'est le cas ici, les trois points sont suffisamment proches d'un point central (d'incidence ou d'émergence), le plan déterminé contient les quatre points (bien que la surface de ladite lentille soit courbe) et est donc le plan tangent à la surface de la lentille au point d'incidence ou au point d'émergence. Selon une autre caractéristique préférée, l'étape de détermination des coordonnées des points environnants de la deuxième face est effectuée en référence à un point théorique défini par l'intersection entre la deuxième face de la lentille et le prolongement du rayon incident. Cette opération d'approximation présente de l'intérêt lorsque l'objet mesuré présente une épaisseur suffisamment faible pour que la déviation du rayon incident soit limitée en valeur et en distance de sorte que le point d'émergence et le point théorique soient très proches, quasiment confondus. La plupart des lentilles ophtalmiques répondent à ces critères d'épaisseur et d'indice de réfraction. Lorsque la surface du verre est continue, ce qui est également le cas des lentilles ophtalmiques, cette approximation génère une erreur de mesure tout à fait acceptable et rend la mesure plus aisée car les coordonnées du point d'émergence doivent être déterminées par calcul alors que le point théorique est facilement déterminable comme étant le prolongement théorique du rayon incident jusqu'à la deuxième face de la lentille. Pour des raisons de commodité de mise en œuvre les coordonnées d'au moins l'un des points environnants peuvent être déterminées par palpage mécanique ou par palpage sans contact Par ailleurs, l'étape de détermination de l'orientation de la deuxième direction peut comporter la mise en œuvre du procédé de Hartmann au moyen d'une matrice de Hartmann et d'un écran disposés en vis-à-vis de la lentille. Cette disposition est avantageuse car des moyens de mise en œuvre du procédé de HARTMANN, bien connus de l'homme du métier, sont déjà disponibles dans différents types d'appareils de caractérisation de lentilles ophtalmiques. Également pour des raisons de commodité de mise en œuvre, ladite première direction ayant une orientation prédéterminée peut être la direction du rayon incident et ladite deuxième direction peut être la direction du rayon émergeant. Ladite première direction peut de plus avoir une orientation verticale. Selon un deuxième objet, l'invention vise une machine de caractérisation d'une lentille ophtalmique délimitée par une première face et une deuxième face, ladite machine convenant à la mise en œuvre du procédé précité et comportant : un support de lentille adapté à laisser au moins un rayon lumineux traverser de part en part la lentille ; une source lumineuse adaptée à émettre au moins un rayon selon une direction d'incidence ; un dispositif de mesure adapté à la mesure de l'orientation d'un rayon émergent qui saille de ladite deuxième face selon une direction d'émergence ; caractérisée en ce que, parmi la direction d'incidence et la direction d'émergence, l'une de ces directions est dite première direction et est prédéterminée, l'autre de ces directions étant dite deuxième direction, et en ce que la machine comporte en outre : un dispositif de palpage adapté à relever la position de points particuliers de la première et de la deuxième face de la lentille lorsque celle-ci est en place sur le support ; un dispositif de calcul relié au dispositif de palpage ainsi qu'au dispositif de mesure et adapté à l'acquisition et au traitement numérique des coordonnées des points palpés et de ladite déviation pour déterminer l'indice de réfraction de la lentille ophtalmique. L'invention peut ainsi être intégrée à un appareillage existant, tel qu'un système de débordage de verre avec centreur automatique. Le document WO 02/099376, par exemple, décrit un tel appareillage. Dans ce dernier cas, la fonction supplémentaire de mesure de l'indice de réfraction peut avantageusement être ajoutée à ce système. La machine de caractérisation peut également présenter les caractéristiques préférées suivantes, indépendamment les unes des autres, dont les avantages sont ceux du procédé précité. Le dispositif de mesure peut comporter un écran disposé en vis-à-vis de la deuxième face de la lentille, ainsi qu'une matrice de Hartmann disposée entre la deuxième face de la lentille et ledit écran. Le dispositif de mesure peut comporter en outre des moyens d'acquisition de l'image formée sur ledit écran. L'écran et la matrice de Hartmann peuvent être disposés horizontalement, la source lumineuse peut être adaptée à émettre un rayon vertical et le support peut être adapté à maintenir horizontalement la lentille. Ladite première direction ayant une orientation prédéterminée peut être la direction du rayon incident et ladite deuxième direction peut être la direction du rayon émergeant, ladite première direction pouvant avoir une orientation verticale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple non limitatif, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un diagramme représentant une lentille de profil et, schématiquement, les rayons lumineux mis en œuvre dans le cadre de l'invention, avec leurs dispositions angulaires ; - la figure 2 est une vue schématique, de profil et en coupe, d'une machine selon un mode de réalisation de l'invention, dans laquelle est montée une lentille ophtalmique dont l'indice de réfraction est destiné à être mesuré. La figure 1 illustre le principe de mesure à la base de l'invention. Une lentille 1 dont on cherche à mesurer l'indice de réfraction est vue de profil. Un rayon lumineux incident 2 est tout d'abord projeté selon une direction qui est ici verticale en direction d'une première face 3 de la lentille 1. Le rayon incident 2 rencontre ladite face 3 en un point d'incidence A. Le rayon suit un trajet à l'intérieur de la lentille, le long d'une portion 4 déviée par rapport au rayon incident. La déviation du rayon est causée par le changement de milieu, entre l'air avec son indice de réfraction propre et la lentille avec son indice de réfraction propre. Le rayon rencontre la seconde face 5 de la lentille 1 en un point d'émergence B et est à nouveau dévié en un rayon émergent 6 qui saille à partir de ce point B. Un dispositif de HARTMANN est disposé en vis-à-vis de la deuxième face 5 la lentille 1. Ce type de dispositif et son emploi étant bien connu de l'homme du métier, son fonctionnement ne sera pas ici décrit en détails. En résumé, ce dispositif comporte une matrice de HARTMANN 7 disposée horizontalement, donc vue de profil sur la figure 1 , ainsi qu'un écran 8 également disposé horizontalement et vu de profil. Le rayon émergent 6 traverse la matrice de HARTMANN 7 en un point I et rencontre l'écran en un point J. Un point supplémentaire K, représenté sur la figure 1 , est tel qu'il matérialise la projection verticale du point I sur l'écran 8. Un tel dispositif de HARTMANN est adapté à mesurer la distance
Δ HARTMANN avec une précision de l'ordre de 10μm. La distance d étant connue comme Pécartement entre la matrice de HARTMANN 7 et l'écran 8, il est alors mathématiquement aisé de calculer la valeur de l'angle D au sommet I du triangle I J K. Cet angle D correspond à la déviation du rayon émergent 6 par rapport à la verticale, celle-ci étant ici la direction du rayon incident 2. En plus de cet angle D, il est nécessaire de connaître l'angle
Φ correspondant à l'angle formé par les deux droites normales NA, NB respectivement au plan PA tangent à la première face 3 au point A et au plan PB tangent à la deuxième face 5 au point B (les plans PA et PB sont représentés de profil sur la figure 1 ). Dans cette optique, l'équation de chaque plan PA, PB est déterminée dans le repère formé par le plan XY de l'écran 8 et par un axe Z, normal à l'écran 8, représenté à la figure 1. La manière d'obtenir l'équation des plan PA, PB sera détaillée plus loin en référence à la figure 2. L'équation desdites normales NA, NB peut ensuite être calculée à partir respectivement de l'équation du plan PAet de l'équation du plan PB . Ceci permet de déterminer l'angle Φ -i formé entre la verticale passant par A et la normale NA au point A. Cet angle Φ -t peut être calculé à partir de l'équation de ces deux droites. L'équation de la verticale passant par A est connue puisque celle-ci est parallèle à l'axe Z et a la même position dans le plan XY que le rayon lumineux 2. De même est calculé l'angle Φ2 formé entre la verticale passant par A et la normale NB au point B. L'angle Φ est égal à la somme Φ i - Φ2 dans laquelle Φ -i et Φ2 sont des angles trigonométriquement orientés. L'angle Φ peut aussi être calculé directement à partir des équations des normales NA, NB- L'indice de réfraction de la lentille 1 est alors obtenu par la formule approchée n s 1 + D/Φ qui dérive de l'équation D ≈ arcsin [n . sin (Φ -i - 1/n . arcsin (Φ i) - Φ2)] + 2 - Pour ce qui est de la réalisation pratique de ces principes, la figure 2 représente schématiquement une machine 9 selon l'invention, vue de profil. La machine 9 est ici un centreur adapté à la détermination du centre optique de la lentille, en plus de la mesure de l'indice de réfraction décrite ci-dessous. Cette machine 9 est vue en coupe pour montrer ses éléments constitutifs. Un bâti 10, en forme de C, forme la structure de la machine 9. Ce bâti 10 comporte une partie supérieure 11 dans laquelle prend place une source lumineuse 12, une partie inférieure 13 recevant un dispositif de HARTMANN 14 et une partie intermédiaire 15 dans laquelle est logé un calculateur 16. La source lumineuse 12 est orientée pour émettre un rayon lumineux 2 vertical. Elle est de plus positionnée pour que les coordonnées du rayon 2 dans le plan XY soient connues du calculateur 16, celui-ci pouvant pivoter l'allumage de la source 12 et éventuellement son déplacement. En ce qui concerne le dispositif de HARTMANN 14, celui-ci est représenté schématiquement conformément à la figure 1 par une matrice de HARTMANN 7 et un écran 8. Un dispositif d'acquisition 22 de l'image formée sur l'écran 8 est de plus disposé en regard de l'écran 8 et relié au calculateur 16 pour fournir à celui-ci les valeurs Δ HARTMANN mesurées. Le calculateur 16 est un dispositif électronique adapté à recueillir et traiter des données numériques selon un programme. Il s'agit par exemple d'une carte électronique à microprocesseur avec programmes embarqués ou encore d'un ordinateur standard sur lequel sont installés les programmes adéquats. La machine 9 comporte en outre un support 17 pour maintenir une lentille 1 horizontalement au-dessus de la partie inférieure 13. Sous l'emplacement de la lentille 1, une paroi transparente 18 permet au rayon émergent 6 d'atteindre le dispositif de HARTMANN 14. Cette paroi pourrait être remplacée par une simple ouverture laissant passer les rayons lumineux. La machine comporte également un palpeur 19, courant dans des applications de métrologie tridimensionnelle, monté de manière classique sur un système de glissières 20 permettant un déplacement du palpeur 19 dans les trois directions de l'espace. Le palpeur 19 comporte une pointe de touche 21 orientable disposant de trois degrés de liberté et permettant, conjointement aux glissières 20, de palper n'importe quel point de la première face 3 ou de la deuxième face 5 de la lentille 1. Le palpeur 19 et l'équipement s'y rapportant est relié au calculateur 16 pour que celui-ci puisse piloter le déplacement du palpeur 19 et acquérir les coordonnées des points palpés. La détermination des équations respectives des plans tangents PA et PB nécessite de palper et d'acquérir la position de plusieurs points autour des points A et B. Pour le palpage et l'acquisition des coordonnées de trois points A-t, A2, A3 dans le voisinage immédiat du point A, les points A-t, A2 A3 seront de préférence choisis dans un rayon de 2,5 mm autour du point A. Les coordonnées du point A dans le plan XY étant connues (ce sont les mêmes que celle du rayon incident 2), le palpeur est d'abord positionné dans une zone correspondant au rayon de 2,5 mm précité puis effectue une descente jusqu'à toucher la première face 3 pour acquérir la position en Z manquante. Cette opération est répétée pour chacun des points Ai, A2, A3. Pour ce qui est du palpage et de l'acquisition des coordonnées de points Bi, B2, B3 autour du point B (en réalité B', voir ci-dessous), on procède de même que précédemment sauf que le palpeur est d'abord disposé sous la lentille 1 et positionné, selon le plan XY, dans ladite zone correspondante au rayon maximal de 2,5 mm, puis est actionné pour venir en contact de la deuxième face 5 en remontant. Pour cela, il est nécessaire de considérer comme confondus le point B et un point B' (mieux visible à la figure 1 ), ce dernier étant défini par l'intersection entre le prolongement du rayon incident 2 et la deuxième face 5. Les points B et B' étant très proches dans la plupart des cas, cette approximation est acceptable. Les coordonnées réelles du point B peuvent également être déterminées par calcul trigonométrique à l'aide du dispositif de HARTMANN 14, de sorte à permettre l'acquisition de trois points autour de B et non de B', pour plus de précision. Une fois les coordonnées des points A-i, A2, A3> B-i, B2, B3 acquis, le calculateur est en mesure de déterminer l'équation des plans PA, PB et des normales NA, NB, la valeur des angles Φ et D et enfin de calculer l'indice de réfraction n. Bien que l'exemple décrit ici se réfère à l'éclairage de la lentille par un rayon lumineux, il est possible d'employer plus d'un rayon lumineux, par exemple en éclairant toute la lentille avec un faisceau d'un diamètre important qui équivaut à un faisceau de rayons lumineux parallèles et en ne sélectionnant que les faisceaux nécessaires. Des variantes de réalisation du dispositif peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Notamment, le palpage mécanique peut être remplacé par un palpage optique sans contact à rayon laser et caméra CCD basé sur des calculs de triangulation tel qu'illustré par le document US 6 122 063. De plus, bien que la machine décrite ici soit un centreur, la détermination des points A-i, A2, A3 et Bi, B2, B3 peut être réalisé dans un poste de palpage spécifique ou sur une meuleuse de lentilles équipée de palpeurs. L'opération implique alors le déplacement de la lentille entre les différents postes de travail, par exemple à l'aide d'un bras manipulateur, vis-à-vis d'un référentiel préétabli. Elle peut alternativement impliquer la pose d'une référence sur la lentille, tel qu'un accessoire de glantage courant dans ce domaine. La machine décrite peut ainsi intégrer des fonctions courantes de caractérisation d'autres paramètres de la lentille, des fonctions de centrage et de pose d'un pion de centrage ou d'entraînement. Dans la pratique, l'étape de palpage suivra celle de centrage. De même, d'autres méthodes mathématiques basées sur le procédé objet de l'invention peuvent permettre d'aboutir à l'indice de réfraction mesuré. Par exemple, après palpage des trois points et détermination de l'orientation de la deuxième direction, il peut être employé une table de correspondance, au lieu du calcul précité, donnant directement la valeur d'indice de réfraction correspondant à chaque combinaison de points palpés et de deuxième direction définie.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure de l'indice de réfraction (n) d'une lentille ophtalmique (1) délimitée par une première face (3) et une deuxième face (5), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : immobiliser la lentille (1 ) sur un support (17) ; éclairer la lentille (1 ) avec au moins un rayon lumineux orienté selon une direction d'incidence, ledit rayon formant un rayon incident (2) entrant dans la lentille (1 ) par la première face (3) en un point d'incidence (A) ainsi qu'un rayon émergeant (6) sortant de la lentille (1) par la deuxième face (5) en un point d'émergence (B) selon une direction d'émergence, avec, parmi la direction d'incidence et la direction d'émergence, l'une de ces directions qui est dite première direction et qui a une orientation prédéterminée ; déterminer l'orientation de l'autre de ces directions qui est dite deuxième direction ; déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants (Ai, A2, A3) situés sur la première face (3) de la lentille (1) à proximité immédiate, et répartis autour, du point d'incidence (A) ; déterminer les coordonnées d'au moins un groupe de trois points environnants (Bi, B2, B3) situés sur la deuxième face (5) de la lentille (1) à proximité immédiate, et répartis autour, du point d'émergence (B) ; calculer l'indice de réfraction (n) de la lentille (1 ) à partir des coordonnées desdits points environnants (A-i, A2, A3, B-i, B2, B3) et de l'orientation de la deuxième direction.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de calcul de l'indice de réfraction (n) est réalisée à partir de l'angle formé par les deux plans (PA, PB) passant respectivement par les points environnants (A-i, A2, A3) de la première face (3) et par les points environnants (B-i, B2, B ) de la deuxième face (5).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination des coordonnées des points environnants (B-i, B2, B3) de la deuxième face (5) est effectuée en référence à un point théorique (B') défini par l'intersection entre la deuxième face (5) de la lentille (1) et le prolongement du rayon incident (2).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les coordonnées d'au moins l'un des points environnants (A-i, A2, A3> B-i, B2, B3) sont déterminées par palpage mécanique.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les coordonnées d'au moins l'un des points environnants (Ai, A2, A3, B-t, B2, B3) sont déterminées par palpage sans contact.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'orientation de la deuxième direction comporte la mise en œuvre du procédé de Hartmann au moyen d'une matrice de Hartmann (7) et d'un écran (8) disposés en vis-à-vis de la lentille (1 ).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite première direction ayant une orientation prédéterminée est la direction du rayon incident (2) et en ce que ladite deuxième direction est la direction du rayon émergeant (6).
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite première direction a une orientation verticale.
9. Machine de caractérisation d'une lentille ophtalmique (1 ) délimitée par une première face (3) et une deuxième face (5), ladite machine convenant à la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8 et comportant : un support (17) de lentille adapté à laisser au moins un rayon lumineux traverser de part en part la lentille (1 ) ; une source lumineuse (12) adaptée à émettre au moins un rayon selon une direction d'incidence ; un dispositif de mesure (7, 8, 22) adapté à la mesure de l'orientation d'au moins un rayon émergent qui saille de ladite deuxième face selon une direction d'émergence ; caractérisée en ce que, parmi la direction d'incidence et la direction d'émergence, l'une de ces directions est dite première direction et est prédéterminée, l'autre de ces directions étant dite deuxième direction, et en ce que la machine comporte en outre : un dispositif de palpage (19, 20) adapté à relever la position de points particuliers (Ai, A2, A3, Bi, B2, B ) de la première (3) et de la deuxième (5) face de la lentille (1) lorsque celle-ci est en place sur le support (17) ; un dispositif de calcul (16) relié au dispositif de palpage (19, 20) ainsi qu'au dispositif de mesure (7, 8, 22) et adapté à l'acquisition et au traitement numérique des coordonnées des points palpés et de ladite déviation pour déterminer l'indice de réfraction (n) de la lentille ophtalmique (1 ).
10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif de mesure comporte un écran (8) disposé en vis-à-vis de la deuxième face (5) de la lentille (1), ainsi qu'une matrice de Hartmann (7) disposée entre la deuxième face (5) de la lentille (1) et ledit écran (8).
11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif de mesure comporte en outre des moyens d'acquisition (22) de l'image formée sur ledit écran (8).
12. Machine selon l'une des revendications 10 et 11 , caractérisée en ce que l'écran (8) et la matrice de Hartmann (7) sont disposés horizontalement, en ce que la source lumineuse (12) est adaptée à émettre un rayon vertical et en ce que le support (17) est adapté à maintenir horizontalement la lentille (1 ).
13. Machine selon l'une des revendications 9 à 11 , caractérisée en ce que ladite première direction ayant une orientation prédéterminée est la direction du rayon incident (2) et en ce que ladite deuxième direction est la direction du rayon émergeant (6).
14. Machine selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que ladite première direction a une orientation verticale.
PCT/FR2004/002010 2003-07-30 2004-07-27 Procede et dispositif de mesure de l’indice de refraction d’une lentille ophtalmique Ceased WO2005015148A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0309389 2003-07-30
FR0309389A FR2858408B1 (fr) 2003-07-30 2003-07-30 Procede et machine de mesure de l'indice de refraction d'une lentille ophtalmique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2005015148A2 true WO2005015148A2 (fr) 2005-02-17
WO2005015148A3 WO2005015148A3 (fr) 2005-03-31

Family

ID=34043678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2004/002010 Ceased WO2005015148A2 (fr) 2003-07-30 2004-07-27 Procede et dispositif de mesure de l’indice de refraction d’une lentille ophtalmique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2858408B1 (fr)
WO (1) WO2005015148A2 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7876428B2 (en) * 2004-12-03 2011-01-25 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method and a device for measuring the power of an ophthalmic lens by combined feeling and contactless overall measurement
CN110243572A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中兴光电子技术有限公司 一种光波导群折射率测试装置和方法
CN120791576A (zh) * 2025-09-03 2025-10-17 华清眼镜(深圳)有限公司 一种镜片加工测试方法及系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07294373A (ja) * 1994-04-26 1995-11-10 Asahi Optical Co Ltd ディオプター測定方法および装置
US6072569A (en) * 1998-06-09 2000-06-06 Eastman Kodak Company Apparatus and a method for measurement of wedge in optical components
IL132436A0 (en) * 1999-10-18 2001-03-19 Prolaser Ltd Automatic attachment of a finishing block to an ophthalmic lens
JP4442843B2 (ja) * 2000-08-11 2010-03-31 株式会社トプコン 被検レンズの屈折率測定装置
FR2825466B1 (fr) * 2001-06-05 2003-10-17 Essilor Int Dispositif de detection automatique de caracteristiques d'un verre ophtalmique et dispositif de positionnement automatique d'un pion de centrage et d'entrainement comprenant un tel dispositif de detection

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7876428B2 (en) * 2004-12-03 2011-01-25 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method and a device for measuring the power of an ophthalmic lens by combined feeling and contactless overall measurement
CN110243572A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 中兴光电子技术有限公司 一种光波导群折射率测试装置和方法
CN120791576A (zh) * 2025-09-03 2025-10-17 华清眼镜(深圳)有限公司 一种镜片加工测试方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
FR2858408A1 (fr) 2005-02-04
WO2005015148A3 (fr) 2005-03-31
FR2858408B1 (fr) 2005-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0644411B1 (fr) Procédé de mesure absolue de la structure géométrique ou optique d'un composant optique et dispositif pour sa mise en oeuvre
EP2646789B9 (fr) Procédé de détermination d'au moins une caractéristique de réfraction d'une lentille ophtalmique
EP1827756B1 (fr) Dispositif de preparation automatique au montage de lentilles ophtalmiques permettant la prise en charge de plusieurs lentilles simultanement
CA2811410C (fr) Methode de selection de lentilles ophtalmiques progressives
EP1817562B9 (fr) Dispositif de mesure automatique de caracteristiques d'une lentille opthalmique
FR2915289A1 (fr) Dispositif et procede de preparation d'une lentille ophtalmique en vue de son usinage
FR2825308A1 (fr) Dispositif automatique ou semi-automatique pour le detourage d'un verre ophtalmique
EP1825243B1 (fr) Procede et dispositif de mesure de puissance d'une lentille ophtalmique par mesure optique globale sans contact et palpage combines
WO2002016902A1 (fr) Procede et appareil de mesure en transmission de la structure geometrique d'un composant optique
FR3023384A1 (fr) Dispositif de visualisation du marquage d'un verre ophtalmique
EP2196845B1 (fr) Procédé de préparation d'une lentille ophtalmique en vue de son montage sur une monture de lunettes cambrée
WO2005015148A2 (fr) Procede et dispositif de mesure de l’indice de refraction d’une lentille ophtalmique
EP0756152B1 (fr) Procédé et dispositif de détection de l'état de surface de pièces à surface réfléchissante, applicable au contrôle de rugosité de pièces polies
WO2007128925A1 (fr) Procédé de centrage d'une lentille ophtalmique sur une monture de lunettes cambrée
EP2194367B1 (fr) Dispositif et procédé pour mesurer une caractéristique géométrique de courbure d'une lentille ophtalmique
FR3104700A1 (fr) Contrôle de lentilles ophtalmiques par déflectométrie
EP1882207B1 (fr) Methode d'acquisition de caracteristiques geometriques d'une deuxieme lentille au moyen d'un palpage d'une premiere lentille, les deux lentilles appartenant a un meme job
EP0021998A1 (fr) Appareil pour la détermination du diamètre de verres correcteurs de lunettes
EP2286198B1 (fr) Dispositif de demonstration et de test des qualites cosmetiques d'une lentille ophtalmique
WO2007017566A1 (fr) Procédé et dispositif de mesure de concentricité d'un cœur de fibre optique.
EP3835748A1 (fr) Systeme de controle d'au moins un composant d'un element optique
FR2501372A1 (fr) Focometre
FR3042267B1 (fr) Procede de controle de la faisabilite d'une paire de lunettes
FR2934903A1 (fr) Appareil de lecture de la geometrie d'un drageoir.
EP0818667B1 (fr) Dispositif pour déterminer la forme de la surface d'onde transmise par une pièce transparente à faces sensiblement parallèles

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase