WO2023089149A1 - Procédé et dispositif de fabrication d'une paire de lunettes à partir d'au moins un verre - Google Patents

Procédé et dispositif de fabrication d'une paire de lunettes à partir d'au moins un verre Download PDF

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Publication number
WO2023089149A1
WO2023089149A1 PCT/EP2022/082514 EP2022082514W WO2023089149A1 WO 2023089149 A1 WO2023089149 A1 WO 2023089149A1 EP 2022082514 W EP2022082514 W EP 2022082514W WO 2023089149 A1 WO2023089149 A1 WO 2023089149A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
frame
lenses
outline
calculation means
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/082514
Other languages
English (en)
Inventor
Michel HODZAJ
Paul-Eric ROBERT
Philippe Martinez
Original Assignee
Fta
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 Fta filed Critical Fta
Publication of WO2023089149A1 publication Critical patent/WO2023089149A1/fr

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003—Measuring during assembly or fitting of spectacles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C1/00—Assemblies of lenses with bridges or browbars
    • G02C1/06—Bridge or browbar secured to or integral with closed rigid rims for the lenses

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for manufacturing a pair of spectacles from at least one lens.
  • the present invention applies, in particular, to the field of eyewear.
  • the wearer During the intervention period of the optician, the wearer has the choice between no longer wearing glasses at all if his vision allows him to do so or wearing old glasses or replacement glasses that are poorly adapted to his sight and/or poorly adapted to other characteristics linked to the wearer or to the initial glasses.
  • the document WQ0188654A2 reports an invention aimed at a computer adjustment of glasses.
  • An image of a visually impaired person wearing his glasses is taken by a camera connected to a computer, this image is sent by the computer through a network to an optician. By measuring this image, the latter can produce lenses adapted to the frame of the wearer and a frame adapted to the wearer.
  • the document US6682195B2 describes a device for automatic reading of anthropometric data associated with the head of the wearer in order to produce made-to-measure frames adapted to the wearer.
  • the document WQ2016176630A1 describes a system for the tailor-made design of a spectacle frame adapted to the morphology of the wearer which consists in manually intervening on a pre-existing computerized 3D model to modify the size of 3D elements constituting the frame in connection with measurements taken on the face of the wearer by means of a camera.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the present invention relates to a device for manufacturing a frame of a pair of spectacles from at least one lens to be inserted therein, so that said frame adapts to the shape and dimensions of the lenses, a device which includes:
  • a sensor configured to represent, in at least two dimensions, an outline of at least one lens and provide a file containing information representative of this outline
  • the optician provided with the device which is the subject of the invention can manufacture a frame for a pair of spectacles adapted to receive and retain in position the lenses of a pair of spectacles. damaged.
  • the present invention thus provides the advantage of greatly shortening the lead time for making a new frame available, which has the advantage of being sufficiently durable compared to gluing, adhesive tapes and other makeshift repairs.
  • the new frame is adapted to the characteristics of the lenses and the dimensions of the initial frame, as a temporary replacement for this damaged frame.
  • the present invention gives the optician control of the lead times for making a frame available independently of the organizational constraints mentioned above.
  • the present invention has the advantage of keeping the optical axes of the lenses intact as in the original frame. It is noted that it is necessary for the lenses associated with the original frame to be usable.
  • the device is based solely on one or two lenses and on one or more additional data provided by the optician, in particular the distance between the lenses.
  • the device further comprises a manufacturing machine by additive printing in successive planes, the printing material is a flexible material and the computing means is configured to control the manufacturing machine so that the entire surface of the frame surrounding the lenses is printed from the first printed plane.
  • manufacture can be less expensive and no retouching is necessary for the circles surrounding the lenses, the flexibility of the material constituting these circles ensuring the capacity of deformation of the frame so that it adapts to the lenses. of the pair of glasses.
  • the calculation means is configured to enforce a predetermined criterion between: the curvature of each circle surrounding a lens intended to enter this circle and in a plane tangent to the lens and comprising an axis parallel to the axis optics of this glass, the radial section of each circle, in a plane perpendicular to this plane tangent to the glass and having an axis parallel to the optical axis of the glass, and the elastic limit of the printing material.
  • the radial section of each circle can be adapted to the glass, the contour of which imposes the bending of the circles according to the curvature indicated above and to the elastic limit of the material used.
  • the calculation means is configured to cause each circle to be defined as a function of the curvature of each lens intended to enter into this circle and into a plane tangent to the lens and comprising an axis parallel to the optical axis of this glass.
  • the perimeter of the circle, once deformed to surround the glass corresponds to the non-plane perimeter of the glass.
  • the calculation means is configured to estimate this curvature of the lens as a function of a shape factor of the lens and a curvature of the lens.
  • the feeler is configured to represent, in two dimensions, the outline of each lens and provide a file comprising information representative of this outline in two dimensions.
  • the feeler is configured to represent the contour of a counter-bevel formed on the contour of the lens and the calculation means is configured to: count down part of an estimate of the difference between this contour of the counter - bevel and the contour of the lens outside this counter-bevel, define circles with a bezel corresponding to this counter-bevel.
  • the counter-bevels can enter into the bezels of the rims of the frame.
  • the device comprises the manufacturing machine by additive printing in successive planes, the calculation means being configured so that the bezel is uniformly formed in the same successive planes for the whole of the circle of the frame surrounding this lens .
  • the calculating means is configured to form a counter-bevel facing the lens in at least one circle of the frame.
  • the frame simulates the presence of a thread, for example of Nylon (registered trademark) for a lens adapted to be retained by such a thread.
  • a thread for example of Nylon (registered trademark) for a lens adapted to be retained by such a thread.
  • the calculation means is configured to produce two different circles for lenses with different contours.
  • recovered lenses can constitute a new frame, for example for the provision, by non-governmental organizations, of pairs of glasses for the poor population of developing countries.
  • the calculation means is configured to form a circle around each lens, with a part remote from the outline of the lens at the level of the bridge between the lenses, this bridge thus having two branches on each lens.
  • the 3D printer prints with a biosourced, biodegradable and/or recyclable material
  • the device comprises, between the control means and the manufacturing machine, a slicing means
  • the manufacturing machine uses a rigid material, the feeler providing a three-dimensional representation of at least one lens;
  • the feeler is configured to represent, in at least two dimensions, an outline of a lens, one direction of which is referenced, and the calculating means is configured to receive a measurement of the distance between the lenses and to determine the shape of a second lens of the pair of spectacles by symmetry of the sensed lens and to provide the control means with a representation of the two lenses spaced apart by the measured spacing;
  • the calculation means is configured to determine the circles surrounding the lenses by incorporating bezels corresponding to the counter-bevels of the lenses and a form of bridge between the circles;
  • the calculating means is configured to determine a shape of the tenon to support a branch hinge and the shapes of the branches to be fixed to the hinges of the tenons;
  • the present invention relates to a process for manufacturing a frame for a pair of spectacles from at least one lens to be inserted therein, so that said frame adapts to the shape and to the dimensions of the lenses, a process which comprises:
  • a probing step representing, in at least two dimensions, an outline of at least one lens by means of a file comprising information representative of this outline
  • FIG. 1 schematically represents a particular embodiment of a device which is the subject of the invention
  • FIG. 2 represents a spectacle lens, seen perpendicular to its optical axis
  • FIG. 3 represents a frame for a pair of spectacles adapted to receive and retain the lens illustrated in FIG. 2,
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, the steps of a particular embodiment of the method which is the subject of the invention.
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, steps for calculating a frame for a pair of spectacles according to a representation of at least one lens
  • Figure 6 shows a radial section of a lens frame rim.
  • a device 10 for manufacturing a frame of a pair of spectacles from at least one lens to be inserted therein which comprises:
  • a feeler 11 configured to represent, in at least two dimensions, an outline of at least one lens and provide a file comprising information representative of this outline
  • a slicing means 15 ("slicer" in English).
  • the device 10 prints a frame of a pair of eyeglasses tailored to the shape of the lenses.
  • the feeler 11 is of a known type.
  • the feeler 11 determines the shape of the outline of the lens 20 represented in FIG. 2 and saves it in a file of standardized format. Regular calibration of the probe 11 makes it possible to obtain precise dimensions.
  • a rotatable tracing arm in at least two dimensions moves to follow each curve of the contour 21 of the lens 20.
  • the optician traces the horizontal axis 22 on the lens 20 with an erasable marker when lens 20 is placed in the old frame. Then, the optician positions the lens 20 in the feeler 11 by making the horizontal axis 22 correspond with a horizontal reference axis of the feeler 11.
  • the horizontal axis 22 of the lens 20 is referenced and orients the digitization so that the representation file of the outline 21 of the lens 20 take this into account.
  • the optician inserts the lens in the feeler-tracer, he informs on the user interface of the latter if it is a right lens or a left lens.
  • the representation of the outline 21 of the lens 20 follows the outline of the counter-bevel of the lens, this counter-bevel being a standardized prismatic extension over the entire contour of the lens.
  • the radial section of this counter-bevel is a triangle. It is thanks to this counter-bevel that the lens adjusts to the frame, which has a bezel in geometric correspondence with this counter-bevel.
  • the optician also determines the spacing 23 between the lenses, either by taking a measurement on the old frame, or by reading this spacing on a branch of the old frame.
  • the manufacturing machine 13 can use different materials, either subtractively, for example by grinding wood or plastic, or additively, for example with a material curing laser or print nozzle 3D printer with a plastic material.
  • the material is preferably PLA (acronym for Polylactic acid for, in French, polylactic acid, a plastic material of vegetable origin) or ABS (acronym of acrylonitrile butadiene styrene, a thermoplastic polymer) for reasons of flexibility.
  • the 3D printer prints with a biosourced, biodegradable and/or recyclable material.
  • Calculation means 12 is preferably the programmable computer integrated in feeler 11 .
  • the control means 14 is a programmable computer system, for example a calculator, a computer, a server accessible online. In variants, the calculation means 12 and the control means 14 are merged into a single computer system, possibly integrated into the feeler 11 .
  • the slicing means 15 is adapted to the case where the control means 14 generates an “stl” file representing the 3D frame.
  • the slicing means 15 recovers this stl file to do the slicing and generates a "gcode" file which it sends to the manufacturing machine 13.
  • Calculation means 12 and control means 14 jointly perform the steps illustrated in FIG. 5.
  • Slicing means 15 performs step 38 illustrated in FIG. 4.
  • the feeler determines a representation in at least two dimensions of the outline of the first lens and, possibly, of the second lens, if it has a different shape from the first lens.
  • the calculation means 12 of the feeler 11 determines and stores the representation of the second lens if only one lens has been felt.
  • This representation of the second lens is the symmetry of the representation of the single lens felt with respect to an axis perpendicular to the horizontal axis of the lens.
  • the calculation means 12 positions in the memory of the computer 14 the representations of the contours of the two lenses so that their distance corresponds to the distance of the lenses on the old frame and that their horizontal axes are common . For example, it saves this scan in “Orna” or “xml” format on the hard disk of computer 14.
  • the computer 14 determines the circles 26 surrounding the lenses by incorporating the bezels corresponding to the counter-bevels of the lenses. These circles can have a variable thickness on the outline of the lens, depending on the aesthetic choices of the user or the optician, in particular if it is desired that the new frame resembles the damaged initial frame as much as possible.
  • the calculation computer 14 determines a bridge shape 27 between the circles.
  • This bridge shape can be constant for all the frames to be manufactured or can depend on the type of the old frame and/or the age of the wearer of the glasses.
  • the optician enters an indication if the old frame was metallic or plastic, if the frame was half-rim.
  • the bridge of the future frame may vary depending on the type of the initial frame.
  • a “key nose” bridge is preferably used for a lens spacing of at least 21 mm.
  • the bridge positioned more in the middle of the height of the glasses 20 than for an adult, compensates for the difference in morphology.
  • an aesthetic choice of the wearer can optionally be taken into account.
  • the computer 14 determines a shape of tenon 28 to support each hinge.
  • the shape of this tenon is aesthetically consistent with the shape of the bridge.
  • This shape preferably comprises a recess forming a housing for a fixed part of the hinge, for example a standardized metal hinge.
  • this fixed part of the hinge is integrated into the tenon and comprises at least one vertical through opening to accommodate a rotation shaft for the part of the hinge integrated into a branch or carried by a branch.
  • the width of the tenon (width measured in the horizontal direction in Figure 3) corresponds to the distance between the circle and the hinge. This distance is standardized in a preferential mode. However, it can be slightly modified to meet aesthetic adjustments.
  • the positions of the hinges correspond preferably at an angle between the extended arms and the plane of inclination of the lenses of approximately 8 degrees.
  • step 56 the computer 14 determines the shapes of the branches in aesthetic coherence with the bridge, the tenons and the circles and, possibly, with an aesthetic choice.
  • the branches are standardized or are not manufactured by the manufacturing machine. In this case, step 56 is not performed.
  • the computer 14 determines the color or the distribution of colors of the frame, for example according to an indication of the color of the old frame or aesthetic choices made by the wearer.
  • the frame to be manufactured 25 is thus completely drawn in the memory of the computer 14, in three dimensions, at the end of step 57.
  • the order of the steps of the method 35 may vary.
  • the determinations of the tenons, hinges and branches will be replaced by a determination of the part of the frame intended to receive the mechanism for positioning the clip on a frame.
  • the curvature of the frame is given by the lenses.
  • the optician slightly heats the manufactured frame to allow the lenses to be clipped. It is at this stage that the frame recovers its curve, because by being heated, it becomes more flexible and takes the shape of the curve of the lens.
  • the bridge and/or the circles are determined to favor a curve of approximately 4° between the mean planes of the lenses.
  • the feeler 11 performs a three-dimensional representation of the end of the counter-bevel of at least one lens 20.
  • the shape of lens 20 is then provided by feeler 11 in the form of a three-dimensional representation.
  • the tracer probe 11 is a device known to those skilled in the art, used to perform a 2D or 3D topographic survey of an object submitted to it.
  • the tracer feeler used here operates either with the aid of an optical or mechanical feeler, or any other process providing the same purpose.
  • a particular embodiment of the method 30 object of the invention is broken down into several steps occurring in the following chronological order:
  • the optician recovers a so-called “old” eyeglass frame and the lenses of this frame; it traces the horizontal axis on at least one lens mounted in the old frame;
  • - step 32 the optician positions a lens in the feeler, by positioning the horizontal axis of the lens parallel to a predetermined axis of the feeler;
  • - step 33 the optician enters data concerning the glasses into a user interface of calculation software; these data include in particular the distance between the glasses and possibly other data indicated with reference to FIG. 5;
  • the probe then digitizes in at least two dimensions the geometric shape of the outline of the lens, and produces a representation of this outline, for example in polar coordinates; the tracer probe generates and records on any type of medium (removable, remote computer via a radio or wired connection, removable or non-removable electronic card, electronic card associated with a frame production tool by radio or wired link, etc.) .) a file containing all the topographic data of the glass recorded by the tracer;
  • This file, from the plotter can be in the (non-limiting) form of a DCS standard file (acronym for “Data Communications Standard”), having for example a suffix “.orna”, “.xml”, used by the global consortium “The Vision Council”;
  • step 35 software comprising an algorithm for automatically generating a 3D model from the relevant data of the topographic data file; for example, step 35 comprises steps 51 to 57 represented in FIG. 5;
  • step 36 software builds a mesh to be used by the manufacturing machine
  • this same software generates a 3D model description file usable by manufacturing machines (a non-limiting example of which is a file in “.stl” format);
  • step 38 depending on the manufacturing process used, an intermediate software called “slicer” (also called slicing software or slicing software) between the previous software and the manufacturing machine can recover the file generated in step 37 to convert it into manufacturing instructions specific to the machine used;
  • slicer also called slicing software or slicing software
  • step 39 the manufacturing file, generated as the case may be in step 37 or 38, is sent to the control means by any means of communication (radio or wired, recording on a removable memory or electronic medium connected directly to the computer) to the manufacturing machine;
  • step 40 the manufacturing machine reads the file received and uses the description of the 3D model found therein to materially manufacture the frame generated virtually in step 35.
  • This manufacturing machine can use any method of transformation of material at his disposal. In a non-limiting way, this material transformation process can be 3D printing, plastic injection, CNC machining (acronym for “Computer Numerical Control” or “Computer Numerical Control”), laser engraving, etc.
  • This machine can use any material, plastic, metal, wood, for example;
  • the optician performs a finishing step on the surface of the frame, for example deburring, or heat or chemical treatment improving the polished appearance of the frame;
  • step 41 The optician fixes the temples. These branches have already been manufactured in advance by any process whatsoever or are manufactured by the manufacturing machine used in step 40 or a similar machine; - Step 42: the optician positions the lenses in the frame and gives the pair of glasses to the wearer.
  • the frame generated by this process is thus adapted to the wearer's lenses, to the specific characteristics of the wearer and to those of the frame to be repaired or replaced, since it corresponds to the dimensions of his lenses and to the data entered by the optician.
  • the calculation means estimates or measures a difference between the real perimeter of the contour of the lens at the end or at the foot of its counter-bevel, in three dimensions due to its curvature, and the two-dimensional perimeter represented by the data provided by the probe. Indeed, when the probe provides data representing the outline of a lens only in one plane, this induces a first difference between these perimeters.
  • the calculation means estimates or measures a difference between the real perimeter of the contour of the lens at the end or at the foot of its counter-bevel, in three dimensions due to its curvature, and the perimeter of a two-dimensional print, that is to say a print in which the front face of the future frame being printed is tangent to the plane on which the additive printing is carried out, the first printing planes including all this front face.
  • the calculation means estimates or measures the actual perimeter as a function: of the curvature of the contour of the counter-bevel of the lens, measured in a plane tangent to this contour and comprising the optical axis of the lens, this curvature which can be estimated from the average curvature of the lenses, between four degrees and six degrees or from the curvature measured by an operator, the form factor of the lens, the ratio between the largest and the smallest dimension of the contour of the lens.
  • This difference is then used by the calculation means to increase the perimeter of the circle of the frame to be printed.
  • This increase can be an addition of the difference or a multiplication by the ratio of the perimeters, these two correction methods ensuring a correspondence between the perimeter of the printed circle and the real perimeter of the lens.
  • the device further comprises a manufacturing machine by additive printing in successive planes
  • the printing material is a flexible material
  • the calculation means is configured so that the entire surface of the frame surrounding the glasses is printed from the first printed plane.
  • the manufacture can be of less cost and no retouching is necessary for the circles surrounding the glasses, the flexibility of the material constituting these circles ensuring the capacity of deformation of the frame so that it adapts to the glasses of the pair glasses.
  • the frame rims are printed in two dimensions, from the first printing plane by addition of material.
  • the successive planes produce a flat mount tangent to the plane on which the printing is carried out by deposition of material.
  • the calculation means is configured to enforce a predetermined criterion between: the curvature of each circle surrounding a lens intended to enter this circle and in a plane tangent to the lens and comprising an axis parallel to the optical axis of this lens , the radial section of each circle, that is to say in a plane perpendicular to this plane tangent to the glass and comprising an axis parallel to the optical axis of the glass, and the elastic limit before rupture of the material of impression.
  • This predetermined criterion defines impossible combinations between this curvature, this radial section and the elastic limit before rupture.
  • the calculation means anticipates the geometric characteristics of the printed frame and reduces the risk of breakage, while allowing choices, for example aesthetic, for the definition of this frame .
  • the radial section of each rim of the frame is, in these embodiments, adapted to the lens, the contour of which imposes the bending of the circles according to the curvature indicated above and at the limit of elasticity without rupture of the material used. .
  • the calculation means is configured to define each circle as a function of the curvature of each lens intended to enter this circle and in a plane tangent to the lens and comprising an axis parallel to the optical axis of this lens.
  • the perimeter of the circle once deformed to surround the glass, corresponds to the non-planar perimeter of the glass, to which a tolerance is added, for example fixed or proportional to this perimeter.
  • the calculating means is configured to estimate this curvature of the lens as a function of an aspect ratio of the lens and a curvature of the lens.
  • the contour of the lens is represented, by the feeler, in two dimensions, the difference between the perimeter of this represented contour and the perimeter of the real contour can be estimated and taken into account in the definition of each circle of the frame.
  • the form factor is minimal when the lens has a perfectly round outline and maximum when the largest dimension of the outline of the lens on its smallest dimension is maximal, for example in the case of a rectangular lens whose ratio of the long side to the small side is maximal.
  • the feeler is configured to represent, in two dimensions, the outline of each lens and provide a file comprising information representative of this outline in two dimensions.
  • the feeler is configured to represent the contour of a counter-bevel formed on the contour of the lens and the calculation means is configured to: count down part of an estimate of the difference between this contour of the counter-bevel and the contour of the lens outside this counter-bevel, define circles with a bezel corresponding to this counter-bevel.
  • the counter-bevels can enter the bezels of the rims of the frame.
  • the device comprises the manufacturing machine by additive printing in successive planes, the calculation means being configured so that the bezel is uniformly formed in the same successive planes for the entire circle of the frame surrounding this lens.
  • the counter-bevel of the lens is at the same distance from the front surface of the frame, once the frame is mounted on the lens.
  • the calculation means is configured to form a counter-bevel facing the lens in at least one circle of the frame.
  • the frame simulates the presence of a thread, for example of Nylon (registered trademark) for a lens adapted to be retained by such a thread.
  • the calculation means is configured to produce two different circles for glasses with different contours.
  • recovered lenses can constitute a new frame, for example for the provision, by non-governmental organizations, of pairs of glasses for the poor population of developing countries.
  • the calculating means is configured to form a circle around each lens, with a part 29 (see FIG. 3, for the circle on the right) remote from the outline of the lens at the level of the bridge 27 between the lenses 21, this bridge 27 thus presenting two branches on each lens (in FIG. 3, on a single lens, for didactic reasons).
  • a part 29 see FIG. 3, for the circle on the right
  • the calculating means is configured to form a circle around each lens, with a part 29 (see FIG. 3, for the circle on the right) remote from the outline of the lens at the level of the bridge 27 between the lenses 21, this bridge 27 thus presenting two branches on each lens (in FIG. 3, on a single lens, for didactic reasons).
  • step 31 is carried out using a damaged frame instead of the lenses.
  • step 31 is performed using the two lenses of the frame.
  • steps 33 and 34 are reversed: the optician enters the data concerning the wearer or the glasses into the software of the feeler-plotter after the feeler-plotter has measured the lenses.
  • steps 31, 32, 33 and 34 use a software and/or hardware device made available to the wearer. This device has the functionalities useful to the present invention which are also present in the optician's tracer feeler: topographic measurements of one or two spectacle lenses, recording of these measurements in a file and means of transferring this file to the 'outside.
  • steps 31, 32, 33 and 34 lead to a topographic data file that can be used by software for converting this data to the format required for a cutting machine, for example, but not limited to, a laser cutting machine or a CNC machine.
  • This cutting machine can then use this file to custom-cut one or more occlusion filters with dimensions adapted to the lenses of the spectacle wearer.
  • These occlusion filters can be, without limitation, of the Ryser type, “Press-On” or self-adhesive solar films.
  • steps 31, 32, 33 and 34 are performed at the wearer's home.
  • the “tracer” mentioned in the following steps of the method is to be understood as the device described in the third variant.
  • steps 31, 32, 33 and 34 are carried out in any place other than at the optician's or at the wearer's home, provided that said place has the appropriate hardware and software.
  • step 41 is carried out automatically by a machine adapted to this specific task of fixing the branches to the hinges.
  • steps 40 and 41 are carried out in a shared manufacturing center where the wearer can go to look for his manufactured frames.
  • this center can send the manufactured frames to any location approved by the wearer.
  • steps 40 and 41 are carried out at the wearer's own home or in any other place at his disposal in which he has access to a manufacturing machine compatible with this process to have his frames manufactured there.
  • the wearer can pick up the frames there after manufacture or have them delivered to any place at his convenience.
  • the present invention allows the rapid and durable provision of replacement glasses compared to a makeshift repair. In the event that the old frame has been damaged, this rapid supply reduces the risks associated with potentially dangerous professional or personal activities, for example, handling toxic products or driving machinery or machinery.
  • FIG. 6 represents a radial section 61 of a rim of a frame produced by implementing the present invention and part of a lens 60.
  • the offset is the offset between the outer end (bottom in figure 6) of the counter-bevel 62 and the inner face (top in figure 6) of the radial section 61.
  • the radial section 61 of each circle lies in a plane comprising an axis parallel to the optical axis of the lens and perpendicular to the plane tangent to the lens comprising an axis parallel to the optical axis of this lens.
  • a list of additional points Section_List saves a predefined shape for the frame section.
  • This List_Section can come either from a storage medium of the computer implementing the software.
  • the advantage of defining it on an internal or external storage medium is to allow those skilled in the art to redefine these parameters themselves according to changes in business practices. Likewise, it allows tolerances to be adapted to the specific constraints of the material used for 3D printing. The modification of these parameters can be done either directly in the file, or through a user interface integrated into the main algorithm.
  • the predefined shape is chosen according to the dimensions known by those skilled in the art for correct adjustment of the lenses in the bezel or the throat of the frame, as shown in the figure below:
  • This section is then extruded, that is to say applied, along the outline of the frame by duplicating this section and successive stacking of such sections to constitute each successive layer giving rise to the 3D mesh of the frame, recorded in the computer memory: Mesh_Mount.
  • the points thus selected are moved along the normal to the curve at each point.
  • the two arcs of curves thus formed are saved in memory in two lists: List_AD and List_AG.
  • a parametric extrapolation or interpolation method such as the Bézier method, or that of splines such as that of Catmull-Rom or the Hermite polynomial method is used. This method closes the curve sketched in the previous step to form the bridge between the two glasses.
  • the list of points forming the curve of the bridge Liste_Pont integrates Liste_AD and Liste_AG and adds to it the points calculated by interpolation or parametric extrapolation, it is recorded in the computer memory.
  • Predefined hinge meshes Maillage_Hinge_OD and Maillage_Hinge_OG are imported from a storage medium (ROM) of the computer or already defined in the body of the program and are combined in RAM with the mesh of each of the studs.
  • ROM storage medium
  • the software described above can be hosted by a computer in an optician's store, by a remote server or directly in a 3D printer's electronic control card.
  • contours are imported from the file. orna, or equivalent, (fields taken into account: -FILENAME, OMAV, DBM, HBOX, VBOX, TRCFMT, R, A):
  • a profile is extruded along the 3D spline ("sweep" operation of a 2D shape perpendicular to a path in space, here the support splines):
  • Hinges are defined with a chamfered (rounded) outer profile and inner turns with adjustment angles.
  • - step file optional, path of a STEP file to export path of a STEP file to export
  • hinge-hole-size mm hinge hole size (consider a +0.2mm margin) (Default: 2.65) hinge hole size (consider a +0.2mm margin) (Default: 2.65),
  • temple height sets hinge height (Default: 6.5)
  • temple height sets hinge height (Default: 6.5)
  • hinge thinning (Default: 1 )
  • hinge-edge-rounding mm hinge edge rounding (Default: 2)
  • hinge edge rounding (Default: 2)
  • Default: 2 hinge edge rounding
  • Default: 2 hinge edge rounding
  • Default: 2 bridge-top-start mm
  • y-coordinate of bridge top sides (Default: 21 )
  • y-coordinate of bridge top sides (Default: 21 )
  • bridge top flat width (Default: 4), bridge top flat width (Default: 4)
  • bridge bottom flat width (Default: 3)
  • - total-width mm optional, overrides hinge 'outwards' width (custom), overrides hinge width 'outwards' (custom),
  • - bridge-width mm optional, overrides OMA dbl definition (custom), overrides OMA dbl definition (custom),
  • bridge-pos mm optional, overrides bridge vertical position (0 is centered), overrides bridge vertical position (0 is centered)
  • - box-height mm optional, overrides OMA box height, overrides OMA box height
  • - box-width mm optional, overrides OMA box width, overrides OMA box width.
  • steps 31 to 34 of the patent are replaced by the generation of a description file of the contours directly from a 3D design software (for example Maya, Catia, Solidworks, etc.) having been used for the drawing Initial 3D of the frame by the manufacturer.
  • a frame manufacturer can thus make the files defining the 3D designs of frames available in a library.
  • This library can be accessed via a remote server and interrogated by the software implemented by the device that is the subject of the invention to recover the contour file corresponding to the frame and allows it to generate a replacement 3D frame.
  • a user interface HMI makes it possible to define them.
  • the "frame-thickness” is the thickness in millimeters of the frame in side view. The default value is chosen to take into account the stiffness and elasticity of the material.
  • the frame is thin enough to print quickly, but stiff enough for the frame to hold the lenses well enough.
  • the settings of the circles here correspond to the view of the mount in front view.
  • the rim-width-mid thickness here 2.4 mm, is chosen to allow cold clipping of the glasses.
  • a frame that is too thick is unsightly and makes inserting the lens too difficult to perform. Conversely, a frame that is too thin tends to break when putting on the lenses.
  • hinge holes Default: 2.4
  • they are related to the configuration of the hole which must receive the metal hinge, itself selected for reasons of solidity and commercial availability.
  • the size of the hole allows to receive in force the insertion of the hinge. This is done without heating the material. With these parameter values, the hinges remain “sealed” once installed without using screws or glue to lock them into the mount. A cold "clipper” effect is obtained in the frame.
  • the five-degree rotation is chosen here to allow the branches to overlap once bent. This is a parameter that depends on the hinge model used. This default value was selected after several printing attempts.
  • the value of the position (at the height level) of the tenon in front view where the hinge hole is located is chosen for essentially aesthetic reasons.
  • Eight mm corresponds to the height from the iso boxing reference.
  • the distance between the hoop and the hole (4mm) is a default setting selected to obtain sufficient resistance when tensioning the face when the temples are butted when opening the temples and putting them in place. place on the wearer's face.
  • a higher value accentuates a leverage effect that deforms the face too much (this is due to the flexibility of the material used).
  • a lower value induces an overall narrowness of the frame no longer allowing a good fitting of the face on the face of the client (we move away from the initial width of the frame initially palpated which have on average tenons closer to 6 to 7 mm on average).
  • the margin of material surrounding the hole is set here by default at 2.4 mm to allow the hinge to be properly supported in order to promote here again a cold sealing to have a good hold of it in the face.
  • the settings make it possible to take into consideration the multiple scenarios linked to the two variables which induce 3D model generation constraints such as the distance between the two lenses and the shape of the lenses.
  • the position of the pads is here adjusted so as not to conflict with the position of the bridge.
  • the thickness of the plates is here set to 1.8mm so as not to protrude from the profile in front view of the thickness of the frame (2.4 mm).
  • the other parameter values are chosen after several impressions to obtain a comfortable seat. The relationships between the values of these parameters can be found in a table of correspondence of the inserts according to the type of nose or frame detailed in the previous document.
  • a smaller lens corresponds to a greater offset, to compensate for the lesser flexibility of the frame, with the same radial section,
  • a lens with a more rectangular form factor corresponds to a greater offset to compensate for the curvature of the contour, with an identical radial section
  • a lens with a more rectangular form factor corresponds to a smaller radial section, to increase the bending flexibility of the outline of the lens
  • lens curvature which can be high in the case of sunglasses and may influence the tolerance to be added to the lens edge to define the edge

Landscapes

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Abstract

Le procédé de fabrication d'une monture d'une paire de lunettes à partir d'au moins un verre à y insérer, de manière à ce que ladite monture s'adapte à la forme et aux dimensions des verres, comporte : - une étape de palpage représentant, en au moins deux dimensions, un contour d'au moins un verre par un fichier comportant des informations représentatives de ce contour, une étape de calcul d'une monture d'une paire de lunettes en fonction de la représentation du contour de chaque verre et - une étape de commande d'une machine de fabrication de la monture calculée.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE FABRICATION D’UNE PAIRE DE LUNETTES À PARTIR D’AU
MOINS UN VERRE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre. La présente invention s’applique, en particulier, au domaine de la lunetterie.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Habituellement, lorsqu'une monture de lunettes est endommagée et qu'elle ne peut plus être portée par le malvoyant, elle doit être réparée ou remplacée. Cette intervention demande un délai allant de plusieurs heures (pour une réparation) à plusieurs jours (pour un remplacement total ou partiel) en fonction des contraintes organisationnelles de l’opticien, de ses fournisseurs et des fabricants de montures, dont, de manière non limitative : leurs charges de travail, leurs délais d'approvisionnement et de livraison, le délai de réparation chez le fabricant ou l’opticien.
Dans la majorité des cas, le porteur de lunettes endommagées effectue une réparation de fortune avec de la colle ou un ruban adhésif on en montant une branche de montures "non appairées" sur la monture endommagée. En plus de l’aspect disgracieux de cette réparation de fortune, celle-ci ne permet souvent pas de restaurer une vision optimale. Et il faut la répéter plusieurs fois car le colle ou le ruban adhésif s’encrassent ou ne retiennent pas correctement les parties cassées de la monture.
Durant le délai d’intervention de l’opticien, le porteur a le choix entre ne plus porter de lunettes du tout si sa vision le lui permet ou de porter d'anciennes lunettes ou des lunettes de remplacement mal adaptées à sa vue et/ou mal adaptées à d'autres caractéristiques liées au porteur ou aux lunettes initiales.
Il y a donc un inconfort pour le porteur et, potentiellement un risque de santé visuel, voire d’accident s’il est amené à conduire un véhicule ou à commander une machine, sans lunettes ou avec des lunettes inadaptées.
Le document WQ0188654A2 fait état d'une invention visant un ajustement par ordinateur de lunettes. Une image d'un malvoyant portant ses lunettes est prise par une caméra reliée à un ordinateur, cette image est envoyée par l'ordinateur à travers un réseau à un opticien. En mesurant cette image, celui-ci peut réaliser des verres adaptés à la monture du porteur et une monture adaptée au porteur.
Le document US6682195B2 décrit un dispositif de relevé automatique des données anthropométriques associées à la tête du porteur afin de réaliser des montures sur-mesure adaptées au porteur.
Le document WQ2016176630A1 , décrit un système de conception sur-mesure d'une monture de lunettes adaptée à la morphologie du porteur qui consiste à intervenir manuellement sur un modèle 3D informatisé préexistant pour modifier la taille d'éléments 3D constitutifs de la monture en lien avec des mesures effectuées sur le visage du porteur par le biais d'une caméra.
D’autres documents, tels que US2021247630A1 ou WO2019020521 , n’enseigne aussi que l'adaptation d’une monture de lunettes à la tête du porteur et ne permettent pas, non plus de résoudre le problème à la base de l’invention.
On connaît les documents https://content.instructables.com/pdfs/ECC/4JXU/HVFL5XAX/3d-scanning-a-glasses- lens.pdf et https://content.instructables.eom/pdfs//EVO/3ZCV/ HVFL5WQ0/ how-to-design-3d- printed-glasses.pdf, qui présente une méthode d’infographiste comportant une succession d'étapes automatiques ou manuelles générant des imprécisions cumulées, notamment imprécisions issues des : étape de scan optique, étape de nettoyage du maillage et étape de tracé manuel du contour.
PRÉSENTATION DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de fabrication d’une monture d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre à y insérer, de manière à ce que ladite monture s'adapte à la forme et aux dimensions des verres, dispositif qui comporte :
- un palpeur configuré pour représenter, en au moins deux dimensions, un contour d’au moins un verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour,
- un moyen de calcul de la monture adaptée à recevoir et retenir chaque verre, en fonction de la représentation de chaque contour de verre et
- un moyen de commande d’une machine de fabrication de la monture calculée.
Grâce à ces dispositions, à partir d’un simple verre de lunette, l’opticien muni du dispositif objet de l’invention peut fabriquer une monture de paire de lunettes adapté à recevoir et à retenir en position les verres d’une paire de lunettes endommagée.
La présente invention apporte ainsi l'avantage de raccourcir grandement le délai de mise à disposition d'une nouvelle monture qui présente l'avantage d'être suffisamment durable par rapport aux collage, rubans adhésifs et autres réparations de fortune. La nouvelle monture est adaptée aux caractéristiques des verres et aux dimensions de la monture initiale, en remplacement temporaire de cette monture endommagée.
Ainsi, la présente invention donne à l’opticien la maîtrise des délais de mise à disposition d'une monture indépendamment des contraintes organisationnelles mentionnées ci-dessus. De plus, la présente invention présente l'avantage de garder intact les axes optiques des verres comme dans la monture originale. On note qu’il est nécessaire que les verres associés à la monture originale soient utilisables. Le dispositif se base uniquement sur un ou deux verres et sur une ou plusieurs données supplémentaires fournies par l’opticien, notamment la distance entre les verres. Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte, de plus, une machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le matériau d’impression est un matériau souple et le moyen de calcul est configuré pour commander la machine de fabrication pour que toute la surface de la monture entourant les verres soit imprimée dès le premier plan imprimé.
Grâce à ces dispositions, la fabrication peut être de moindre coût et aucune retouche n’est nécessaire pour les cercles entourant les verres, la souplesse du matériau constituant ces cercles assurant la capacité de déformation de la monture pour qu’elle s’adapte aux verres de la paire de lunettes.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour faire respecter un critère prédéterminé entre : la courbure de chaque cercle entourant un verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre, la section radiale de chaque cercle, dans un plan perpendiculaire à ce plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique du verre, et la limite d’élasticité du matériau d’impression.
Grâce à ces dispositions, la section radiale de chaque cercle peut être adaptée au verre, dont le contour impose la flexion des cercles selon la courbure indiquée ci-dessus et à la limite d’élasticité du matériau utilisé.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour faire définir chaque cercle en fonction de la courbure de chaque verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre.
Grâce à ces dispositions, le périmètre du cercle, une fois déformé pour entourer le verre, correspond au périmètre non plan du verre.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour estimer cette courbure du verre en fonction d’un facteur de forme du verre et d’un galbe du verre.
Grâce à ces dispositions, bien que le contour du verre soit représenté, par le palpeur, en deux dimensions, la différence entre le périmètre de ce contour représenté et le périmètre du contour réel peut être estimé et pris en compte dans la définition de chaque cercle de la monture.
Dans des modes de réalisation, le palpeur est configuré pour représenter, en deux dimensions, le contour de chaque verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour en deux dimensions.
Dans des modes de réalisation, le palpeur est configuré pour représenter le contour d’un contre-biseau formé sur le contour du verre et le moyen de calcul est configuré pour : décompter une partie d’une estimation de la différence entre ce contour du contre- biseau et le contour du verre en dehors de ce contre-biseau, définir des cercles avec un drageoir correspondant à ce contre-biseau.
Grâce à ces dispositions, les contre-biseaux peuvent entrer dans des drageoirs des cercles de la monture. Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte la machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le moyen de calcul étant configuré pour que le drageoir soit uniformément formé dans les mêmes plans successifs pour l’ensemble du cercle de la monture entourant ce verre.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour former un contre- biseau tourné vers le verre dans au moins un cercle de la monture.
Grâce à ces dispositions, la monture simule la présente d’un fil, par exemple de Nylon (marque déposée) pour un verre adapté à être retenu par un tel fil.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour réaliser deux cercles différents pour des verres de contours différents.
Grâce à ces dispositions, des verres de récupération peuvent constituer une nouvelle monture, par exemple pour la mise à disposition, par des organisations non gouvernementales, de paires de lunettes pour la population pauvre de pays en voie de développement.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour former un cercle autour de chaque verre, avec une partie éloignée du contour du verre au niveau du pont entre les verres, ce pont présentant ainsi deux branches sur chaque verre.
Grâce à ces dispositions, une souplesse additionnelle peut être créée pour favoriser l’insertion des verres dans la monture.
Dans des modes de réalisation :
- l’imprimante 3D effectue une impression avec un matériau biosourcé, biodégradable et/ou recyclable ;
- le dispositif comporte, entre le moyen de commande et la machine de fabrication, un moyen de tranchage ;
- la machine de fabrication utilise un matériau rigide, le palpeur fournissant une représentation en trois dimensions d’au moins un verre ;
- le palpeur est configuré pour représenter, en au moins deux dimensions, un contour d’un verre dont une direction est référencée, et le moyen de calcul est configuré pour recevoir une mesure d’écartement entre les verres et pour déterminer la forme d’un deuxième verre de la paire de lunettes par symétrie du verre palpé et pour fournir au moyen de commande une représentation des deux verres écartés de l’écartement mesuré ;
- le moyen de calcul est configuré pour déterminer les cercles entourant les verres en incorporant des drageoirs correspondant aux contre-biseaux des verres et une forme de pont entre les cercles ;
- le moyen de calcul est configuré pour déterminer une forme de tenon pour supporter une charnière de branche et des formes des branches à fixer aux charnières des tenons ; et/ou
- le moyen de calcul est configuré pour déterminer la couleur ou la répartition de couleurs de la monture. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de fabrication d’une monture d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre à y insérer, de manière à ce que ladite monture s'adapte à la forme et aux dimensions des verres, procédé qui comporte :
- une étape de palpage représentant, en au moins deux dimensions, un contour d’au moins un verre par un fichier comportant des informations représentatives de ce contour,
- une étape de calcul de la monture de paire de lunettes en fonction de la représentation du contour de chaque verre et
- une étape de commande d’une machine de fabrication de la monture calculée.
Les avantages, buts et caractéristiques de ce procédé étant similaires à ceux de l’équipement objet de l’invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite dans un but explicatif et nullement limitatif en regard du dessin annexé, dans lequel :
La figure 1 représente, de manière schématique, un mode de réalisation particulier d’un dispositif objet de l’invention,
La figure 2 représente un verre de lunettes, vu perpendiculairement à son axe optique,
La figure 3 représente une monture de paire de lunettes adaptée à recevoir et à retenir le verre illustré en figure 2,
La figure 4 représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’un mode de réalisation particulier du procédé objet de l’invention,
La figure 5 représente, sous forme d’un logigramme, des étapes de calcul d’une monture de paire de lunette en fonction d’une représentation d’au moins un verre, et
La figure 6 représente une section radiale de cercle de monture de verre.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle.
On observe, en figure 1 , un dispositif 10 de fabrication d’une monture d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre à y insérer, qui comporte :
- un palpeur 11 configuré pour représenter, en au moins deux dimensions, un contour d’au moins un verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour,
- un moyen de calcul 12 de la monture de paire de lunettes adaptée à recevoir et retenir chaque verre, en fonction de la représentation de chaque contour de verre,
- un moyen de commande 14 d’une machine de fabrication 13 de la monture calculée et - éventuellement, un moyen de tranchage 15 (« slicer » en anglais).
Dans le cas préférentiel où la machine de fabrication 13 est une imprimante 3D, le dispositif 10 assure une impression d’une monture d’une paire de lunettes de vue adaptées surmesure de la forme des verres.
Le palpeur 11 est de type connu. Le palpeur 11 détermine la forme du contour du verre 20 représenté en figure 2 et l’enregistre dans un fichier de format standardisé. Un calibrage régulier du palpeur 11 permet d’obtenir des cotes précises. Un bras de traçage à rotation en au moins deux dimensions se déplace pour suivre chaque courbe du contour 21 du verre 20. Pour garantir la bonne orientation du verre, l’opticien trace l’axe horizontal 22 sur le verre 20 avec un marqueur effaçable lorsque le verre 20 est placé dans l’ancienne monture. Puis, l’opticien positionne le verre 20 dans le palpeur 11 en faisant correspondre l'axe horizontal 22 avec un axe horizontal de référence du palpeur 11. Ainsi, l’axe horizontal 22 du verre 20 est référencé et oriente la numérisation afin que le fichier de représentation du contour 21 du verre 20 en tienne compte. On note que, lorsque l’opticien insère le verre dans le palpeur-traceur, il renseigne sur l’interface utilisateur de ce dernier si c'est un verre droit ou un verre gauche. On note que la représentation du contour 21 du verre 20 suit le contour du contre-biseau du verre, ce contre-biseau étant une extension prismatique standardisée sur tout le contour du verre. Par exemple, la section radiale de ce contre-biseau est un triangle. C’est grâce à ce contre-biseau que le verre s’ajuste à la monture qui comporte un drageoir en correspondance géométrique avec ce contre-biseau.
L’opticien détermine aussi l’écartement 23 entre les verres, soit en effectuant une mesure sur l’ancienne monture, soit en lisant cet écartement sur une branche de l’ancienne monture.
La machine de fabrication 13 peut utiliser différents matériaux, soit de manière soustractive, par exemple en meulant du bois ou une matière plastique, soit de manière additive, par exemple avec une imprimante 3D à laser de durcissement de matériau ou à buse d’impression avec une matière plastique. Dans un mode de réalisation dans lequel la machine de fabrication est une imprimante 3D, le matériau est préférentiellement du PLA (acronyme de Polylactic acid pour, en français, acide polylactique, une matière plastique d'origine végétale) ou de l’ABS (acronyme d’acrylonitrile butadiène styrène, un polymère thermoplastique) pour des raisons de souplesse. Préférentiellement, l’imprimante 3D effectue une impression avec un matériau biosourcé, biodégradable et/ou recyclable.
Le moyen de calcul 12 est préférentiellement le calculateur programmable intégré au palpeur 11 . Le moyen de commande 14 est un système informatique programmable, par exemple un calculateur, un ordinateur, un serveur accessible en ligne. Dans des variantes, le moyen de calcul 12 et le moyen de commande 14 sont confondus en un seul système informatique, éventuellement intégré au palpeur 11 .
Le moyen de tranchage 15 est adapté au cas où le moyen de commande 14 génère un fichier « stl » représentant la monture 3D. Le moyen de tranchage 15 récupère ce fichier stl pour faire le tranchage et génère un fichier « gcode » qu'il envoie à la machine de fabrication 13. Le moyen de calcul 12 et le moyen de commande 14 effectuent conjointement les étapes illustrées en figure 5. Le moyen de tranchage 15 effectue l’étape 38 illustrée en figure 4.
Au cours d’une étape 50, le palpeur détermine une représentation en au moins deux dimensions du contour du premier verre et, éventuellement, du deuxième verre, s’il présente une forme différente du premier verre.
Au cours d’une étape 51 , le moyen de calcul 12 du palpeur 11 détermine et mémorise la représentation du deuxième verre si un seul verre a été palpé. Cette représentation du deuxième verre est la symétrique de la représentation du seul verre palpé par rapport à un axe perpendiculaire à l’axe horizontal du verre.
Au cours d’une étape 52, le moyen de calcul 12 positionne en mémoire de l’ordinateur 14 les représentations des contours des deux verres pour que leur distance corresponde à la distance des verres sur l’ancienne monture et que leurs axes horizontaux soit communs. Par exemple, il enregistre ce scan sous format « Orna » ou « xml » sur le disque dur de l'ordinateur 14.
Au cours d’une étape 53, l’ordinateur 14 détermine les cercles 26 entourant les verres en incorporant les drageoirs correspondant aux contre-biseaux des verres. Ces cercles peuvent avoir une épaisseur variable sur le contour du verre, en fonction de choix esthétiques de l’utilisateur ou de l’opticien, notamment s’il est souhaité que la nouvelle monture ressemble autant que possible à la monture initiale endommagée.
Au cours d’une étape 54, l’ordinateur 14 calcul détermine une forme de pont 27 entre les cercles. Cette forme de pont peut être constante pour toutes les montures à fabriquer ou peut dépendre du type de l’ancienne monture et/ou de l’âge du porteur des lunettes. Par exemple, l’opticien entre une indication si l’ancienne monture était métallique ou plastique, si la monture était demi-cerclée. Ainsi le pont de la future monture peut varier en fonction du type de la monture initiale. Par exemple, un pont en « nez-clé » est préférentiellement utilisé pour un écartement des verres d’au moins 21 mm. De même, pour des enfants, dont le nez n’a pas la même courbure que le nez d’un adulte, le pont, positionné plus au milieu de la hauteur des verres 20 que pour un adulte, compense la différence de morphologie. Bien entendu, un choix esthétique du porteur peut optionnellement être pris en compte.
Au cours d’une étape 55, l’ordinateur 14 détermine une forme de tenon 28 pour supporter chaque charnière. La forme de ce tenon est en cohérence esthétique avec la forme du pont. Cette forme comporte préférentiellement un évidement formant logement pour une partie fixe de la charnière, par exemple une charnière métallique standardisée. Alternativement, cette partie fixe de la charnière est intégrée dans le tenon et comporte au moins une ouverture traversante verticale pour accueillir un arbre de rotation pour la partie de la charnière intégrée à une branche ou portée par une branche. On note que la largeur du tenon (largeur mesurée dans la direction horizontale en figure 3) correspond à la distance entre le cercle et la charnière. Cette distance est standardisée dans un mode préférentiel. Cependant, elle peut être légèrement modifiable pour répondre à des ajustements esthétiques. On note que les positions des charnières correspondent préférentiellement à un angle entre les branches déployées et le plan d’inclinaison des verres d’environ 8 degrés.
Au cours d’une étape 56, l’ordinateur 14 détermine les formes des branches en cohérence esthétique avec le pont, les tenons et les cercles et, éventuellement, avec un choix esthétique. En variante, les branches sont standardisées ou ne sont pas fabriquées par la machine de fabrication. Dans ce cas, l’étape 56 n’est pas effectuée.
Optionnellement, au cours d’une étape 57, l’ordinateur 14 détermine la couleur ou la répartition de couleurs de la monture, par exemple en fonction d’une indication de couleur de l’ancienne monture ou de choix esthétiques effectués par le porteur.
La monture à fabriquer 25 est ainsi complètement dessinée en mémoire de l’ordinateur 14, en trois dimensions, à la fin de l’étape 57.
Bien entendu, selon les modes de réalisation, l’ordre des étapes du procédé 35 pourra varier. De même, en cas de réalisation d’un clip solaire, les déterminations des tenons, charnières et branches seront remplacées par une détermination de la partie de la monture destinée à recevoir le mécanisme de positionnement du clip sur une monture.
On note que, pour des montures à fabriquer avec un matériau souple, le galbe de la monture est donné par les verres. En effet, l'opticien fait chauffer légèrement la monture fabriquée pour permettre de clipper les verres. C'est à cette étape que la monture récupère du galbe, car en étant chauffée, elle devient plus souple et prend la forme du galbe du verre. Dans des variantes, le pont et/ou les cercles sont déterminés pour favoriser un galbe d’environ 4° entre les plans moyens des verres.
Dans le cas où la machine de fabrication 13 utilise un matériau rigide, par exemple du bois, du métal ou une matière plastique rigide, le palpeur 11 effectue une représentation en trois dimensions de l’extrémité du contre-biseau d’au moins un verre 20. La forme du verre 20 est alors fournie par le palpeur 11 sous la forme d’une représentation en trois dimensions.
On donne, dans la suite, d’autres détails de modes de réalisation du dispositif objet de l’invention.
Dans ce qui suit le palpeur traceur 11 est un appareil connu de l'homme de l'art, servant à effectuer un relevé topographique en 2D ou 3D d'un objet qui lui est soumis. Le palpeur traceur utilisé ici opère indifféremment à l'aide d'un palpeur optique ou mécanique, ou tout autre procédé procurant la même finalité.
Un mode de réalisation particulier du procédé 30 objet de l’invention se décompose en plusieurs étapes intervenant dans l'ordre chronologique suivant :
- étape 31 : l’opticien récupère une monture de lunettes dite « ancienne » et les verres de cette monture ; il trace l’axe horizontal sur au moins un verre monté dans l’ancienne monture ;
- étape 32 : l’opticien positionne un verre dans le palpeur, en positionnant l’axe horizontal du verre parallèlement à un axe prédéterminé du palpeur ; - étape 33 : l’opticien introduit des données concernant les lunettes dans une interface utilisateur d’un logiciel de calcul ; ces données comportent notamment, la distance entre les verres et, éventuellement d’autres données indiquées en regard de la figure 5 ;
- étape 34 : le palpeur numérise alors en au moins deux dimensions la forme géométrique du contour du verre, et réalise une représentation de ce contour, par exemple en coordonnées polaires ; le palpeur traceur génère et enregistre sur tout type de support (amovible, ordinateur distant par le biais d'une connexion radio ou filaire, carte électronique amovible ou non, carte électronique associée à un outil de production de monture par liaison radio ou filaire, etc.) un fichier contenant l'ensemble des données topographiques du verre relevées par le traceur ; Ce fichier, issu du traceur, peut se présenter sous la forme (non limitative) d'un fichier au standard DCS (acronyme de « Data Communications Standard »), ayant par exemple un suffixe « .orna », « .xml », utilisé par le consortium mondial « The Vision Council » ;
- étape 35 : un logiciel comportant un algorithme de génération automatique de modèle 3D à partir des données pertinentes du fichier de données topographiques ; par exemple, l’étape 35 comporte les étapes 51 à 57 représentées en figure 5 ;
- étape 36 : un logiciel construit un maillage à utiliser par la machine de fabrication ;
- étape 37 : ce même logiciel génère un fichier de description de modèle 3D utilisable par des machines de fabrication (dont un exemple non limitatif est un fichier au format « .stl ») ;
- étape 38 : selon le procédé de fabrication employé, un logiciel intermédiaire dit « slicer » (aussi appelé logiciel de tranchage ou logiciel de découpage en tranches) entre le logiciel précédent et la machine de fabrication peut récupérer le fichier généré à l'étape 37 pour le convertir en instructions de fabrication propres à la machine employée ;
- étape 39 : le fichier de fabrication, généré selon les cas à l'étape 37 ou 38, est envoyé les moyens de commande par tout moyen de communication (radio ou filaire, enregistrement sur un support mémoire ou électronique amovible connecté directement à l'ordinateur) à la machine de fabrication ;
- étape 40 : la machine de fabrication lit le fichier reçu et utilise la description du modèle 3D qui s'y trouve pour fabriquer matériellement la monture générée virtuellement à l'étape 35. Cette machine de fabrication peut utiliser pour ce faire, tout procédé de transformation de matériau à sa disposition. De façon non limitative, ce procédé de transformation de matériau peut être l'impression 3D, l'injection plastique, l'usinage CNC (acronyme de « Computer Numerical Control » ou « Commande Numérique par Calculateur »), la gravure laser, etc. Cette machine peut utiliser tout matériau, plastique, métal, bois, par exemple ; Eventuellement, l’opticien effectue une étape de finition de la surface de la monture, par exemple ébavurage, ou traitement thermique ou chimique améliorant l’aspect poli de la monture ;
- étape 41 : L’opticien fixe les branches. Ces branches ont déjà été fabriquées par avance par tout procédé que ce soit ou sont fabriquées par la machine de fabrication utilisée à l’étape 40 ou une machine similaire ; - étape 42 : l’opticien positionne les verres dans la monture et remet la paire de lunette au porteur.
La monture générée par ce procédé est ainsi adaptée aux verres du porteur, aux caractéristiques propres du porteur et à celles de la monture à réparer ou à remplacer, puisqu'elle correspond aux dimensions de ses verres et aux données renseignées par l’opticien.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul estime ou mesure une différence entre le périmètre réel du contour du verre en extrémité ou au pied de son contre-biseau, en trois dimensions du fait de sa courbure, et le périmètre en deux dimensions représenté par les données fournies par le palpeur. En effet, lorsque le palpeur fournit des données ne représentant le contour d’un verre que dans un plan, cela induit une première différence entre ces périmètres.
Alternativement ou complémentairement, dans des modes de réalisation, le moyen de calcul estime ou mesure une différence entre le périmètre réel du contour du verre en extrémité ou au pied de son contre-biseau, en trois dimensions du fait de sa courbure, et le périmètre d’une impression en deux dimensions, c’est-à-dire une impression dans laquelle la face avant de la future monture en cours d’impression est tangente au plan sur lequel est réalisée l’impression additive, les premiers plans d’impression comportant toute cette face avant.
En effet, lorsque l’impression est effectuée en deux dimensions, cela induit une deuxième différence. Chacune de première et deuxième différences peut provoquer la rupture de la monture lors de son montage sur le verre.
Dans ces modes de réalisation, le moyen de calcul estime ou mesure le périmètre réel en fonction : de la courbure du contour du contre-biseau du verre, mesurée dans un plan tangent à ce contour et comportant l’axe optique du verre, cette courbure pouvant être estimée à partir du galbe moyen des verres, compris entre quatre degrés et six degrés ou à partir du galbe mesuré par un opérateur, du facteur de forme du verre, rapport entre la plus grande et la plus petite dimension du contour du verre.
Cette différence est, ensuite, utilisée par le moyen de calcul pour augmenter le périmètre du cercle de la monture à imprimer. Cette augmentation peut être une addition de la différence ou une multiplication par le ratio des périmètres, ces deux méthodes de correction assurant une correspondance entre le périmètre du cercle imprimé et le périmètre réel du verre.
Dans des modes de réalisation, le dispositif comporte, de plus, une machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le matériau d’impression est un matériau souple et le moyen de calcul est configuré pour que toute la surface de la monture entourant les verres soit imprimée dès le premier plan imprimé. Ainsi, la fabrication peut être de moindre coût et aucune retouche n’est nécessaire pour les cercles entourant les verres, la souplesse du matériau constituant ces cercles assurant la capacité de déformation de la monture pour qu’elle s’adapte aux verres de la paire de lunettes. En d’autres termes, bien que le verre soit en trois dimensions et non dans un plan, ce qui implique que la monture, une fois montée sur le verre, prendra une forme non plane, dans ces modes de réalisation, on imprime les cercles de monture en deux dimensions, dès le premier plan d’impression par ajout de matériau. Les plans successifs réalisent une monture plane tangente au plan sur lequel l’impression est réalisée par dépôt de matériau.
On évite ainsi de devoir traiter les imperfections d’une impression en trois dimensions sur un support plan, qui nécessite d’imprimer des supports temporaires sous la partie imprimée utile qui correspond à la monture finale.
Préférentiellement, le moyen de calcul est configuré pour faire respecter un critère prédéterminé entre : la courbure de chaque cercle entourant un verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre, la section radiale de chaque cercle, c’est-à-dire dans un plan perpendiculaire à ce plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique du verre, et la limite d’élasticité avant rupture du matériau d’impression.
Ce critère prédéterminé définit des combinaisons impossibles entre cette courbure, cette section radiale et la limite d’élasticité avant rupture. Ainsi, bien que la monture doive être déformée pour s’adapter aux verres, le moyen de calcul anticipe les caractéristiques géométriques de la monture imprimée et réduit les risques de rupture, tout en autorisant des choix, par exemple esthétiques pour la définition de cette monture. Ainsi, la section radiale de chaque cercle de la monture est, dans ces modes de réalisation, adaptée au verre, dont le contour impose la flexion des cercles selon la courbure indiquée ci-dessus et à la limite d’élasticité sans rupture du matériau utilisé.
Préférentiellement, le moyen de calcul est configuré pour définir chaque cercle en fonction de la courbure de chaque verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre. Ainsi, le périmètre du cercle, une fois déformé pour entourer le verre, correspond au périmètre non plan du verre, auquel on ajoute une tolérance, par exemple fixe ou proportionnelle à ce périmètre.
Dans des modes de réalisation, le moyen de calcul est configuré pour estimer cette courbure du verre en fonction d’un facteur de forme du verre et d’un galbe du verre. Ainsi, bien que le contour du verre soit représenté, par le palpeur, en deux dimensions, la différence entre le périmètre de ce contour représenté et le périmètre du contour réel peut être estimé et pris en compte dans la définition de chaque cercle de la monture. Le facteur de forme est minimal quand le verre à un contour parfaitement rond et maximal quand la plus grande dimension du contour du verre sur sa plus petite dimension est maximal, par exemple dans le cas d’un verre rectangulaire dont le rapport du grand côté sur le petit côté est maximal. Plus le facteur et le galbe du verre, représenté en degré, sont élevés, plus le rapport entre le périmètre réel du verre et le périmètre du contour représenté en deux dimensions est élevée. Ces modes de réalisation anticipent cette différence et ce rapport et réduisent ainsi les risques de rupture de la monture au moment du montage de la monture sur le verre.
Préférentiellement, le palpeur est configuré pour représenter, en deux dimensions, le contour de chaque verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour en deux dimensions.
Préférentiellement, le palpeur est configuré pour représenter le contour d’un contre- biseau formé sur le contour du verre et le moyen de calcul est configuré pour : décompter une partie d’une estimation de la différence entre ce contour du contre- biseau et le contour du verre en dehors de ce contre-biseau, définir des cercles avec un drageoir correspondant à ce contre-biseau.
Ainsi, les contre-biseaux peuvent entrer dans des drageoirs des cercles de la monture.
Préférentiellement, le dispositif comporte la machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le moyen de calcul étant configuré pour que le drageoir soit uniformément formé dans les mêmes plans successifs pour l’ensemble du cercle de la monture entourant ce verre. Ainsi, le contre-biseau du verre se trouve à la même distance de la surface avant de la monture, une fois la monture montée sur le verre.
Préférentiellement, le moyen de calcul est configuré pour former un contre-biseau tourné vers le verre dans au moins un cercle de la monture. Ainsi, la monture simule la présente d’un fil, par exemple de Nylon (marque déposée) pour un verre adapté à être retenu par un tel fil.
Préférentiellement, le moyen de calcul est configuré pour réaliser deux cercles différents pour des verres de contours différents. Ainsi, des verres de récupération peuvent constituer une nouvelle monture, par exemple pour la mise à disposition, par des organisations non gouvernementales, de paires de lunettes pour la population pauvre de pays en voie de développement.
Préférentiellement, le moyen de calcul est configuré pour former un cercle autour de chaque verre, avec une partie 29 (voir figure 3, pour le cercle de droite) éloignée du contour du verre au niveau du pont 27 entre les verres 21 , ce pont 27 présentant ainsi deux branches sur chaque verre (en figure 3, sur un seul verre, pour des raisons didactiques). Ainsi, une souplesse additionnelle peut être créée pour favoriser l’insertion des verres 21 dans la monture 25.
Toutes les variantes suivantes reprennent le procédé décrit ci-dessus.
Dans une première variante, l'étape 31 est réalisée en utilisant une monture abîmée à la place des verres.
Dans une deuxième variante, l'étape 31 est réalisée en utilisant les deux verres de la monture.
Dans une troisième variante, les étapes 33 et 34 sont inversées : l’opticien introduit les données concernant le porteur ou les lunettes dans le logiciel du palpeur-traceur après que le palpeur-traceur a mesuré les verres. Dans une quatrième variante, les étapes 31 , 32, 33 et 34 utilisent un dispositif logiciel et/ou matériel mis à la disposition du porteur. Ce dispositif présente les fonctionnalités utiles à la présente invention qui sont également présentent dans le palpeur traceur de l’opticien : mesures topographiques d'un ou deux verres de lunettes, enregistrement de ces mesures dans un fichier et moyen de transfert de ce fichier vers l'extérieur.
Dans une cinquième variante, les étapes 31 , 32, 33 et 34 conduisent à un fichier de données topographiques pouvant être utilisé par un logiciel de conversion de ces données au format nécessaire à une machine de découpe, par exemple, mais de manière non limitative, une machine de découpe laser ou une machine CNC. Cette machine de découpe peut alors utiliser ce fichier pour découper sur-mesure un ou plusieurs filtres d'occlusion aux dimensions adaptées aux verres du porteur de lunettes. Ces filtres d'occlusion peuvent être, de manière non-limitative, du type Ryser, « Press-On » ou des films autocollants solaires.
Dans une sixième variante, les étapes 31 , 32, 33 et 34 sont effectuées au domicile du porteur. Dans ce cas, le « traceur » évoqué dans les étapes suivantes du procédé est à comprendre comme le dispositif décrit en troisième variante.
Dans une septième variante, les étapes 31 , 32, 33 et 34 sont effectuées en tout autre endroit que chez l’opticien ou au domicile du porteur, pourvu que ledit endroit dispose du matériel et du logiciel adéquat.
Dans une huitième variante, l'étape 41 est effectuée automatiquement par une machine adaptée à cette tâche spécifique de fixation des branches aux charnières.
Dans une neuvième variante, les étapes 40 et 41 sont réalisées dans un centre de fabrication mutualisé où le porteur peut se rendre pour chercher ses montures fabriquées. Alternativement, ce centre peut envoyer les montures fabriquées en tout endroit approuvé par le porteur.
Dans une dixième variante, les étapes 40 et 41 sont réalisées au domicile même du porteur ou en tout autre lieu à sa disposition dans lequel il a accès à une machine de fabrication compatible avec ce procédé pour y faire fabriquer ses montures. Dans le cas d'une fabrication hors de son domicile, le porteur peut venir y chercher les montures après fabrication ou se les faire livrer en tout endroit à sa convenance.
Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, la présente invention permet la fourniture rapide et durable par rapport à une réparation de fortune de lunettes de remplacement. Dans le cas où l’ancienne monture a été endommagée, cette fourniture rapide diminue les risques liés à des activités professionnelles ou personnelles potentiellement dangereuses, par exemple, manipulation de produits toxiques ou conduite d'engins ou de machines.
La figure 6 représente une section radiale 61 d’un cercle d’une monture réalisée en mettant en oeuvre la présente invention et une partie d’un verre 60. On observe, notamment le contre-biseau 62 et le drageoir 63. L’offset est le décalage entre l’extrémité externe (en bas en figure 6) du contre-biseau 62 et la face interne (en haut en figure 6) de la section radiale 61. La section radiale 61 de chaque cercle se trouve dans un plan comportant un axe parallèle à l’axe optique du verre et perpendiculaire au plan tangent au verre comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre.
On décrit, ci-dessous, deux variantes du logiciel mis en oeuvre pour implémenter le procédé objet de l’invention. On réalise, une importation du fichier dont la terminaison est « .orna » ou autre format généré par le palpeur mécanique habituellement utilisé et dont est équipé l'homme du métier.
On analyse ce fichier et on réalise une extraction vers la mémoire d’un ordinateur de deux listes de données : ListejDD pour l'oeil droit et Liste_OG pour l'oeil gauche. Chaque liste comprend une suite de point et chaque point consiste en l'enregistrement des coordonnées (en deux ou trois dimensions).
Une liste de points supplémentaires Liste_Section enregistre une forme prédéfinie pour la section de la monture. Cette Liste_Section peut provenir soit d'un support de stockage de l'ordinateur mettant en oeuvre le logiciel. L'avantage de la définir sur un support de stockage interne ou externe est de permettre à l'homme du métier de redéfinir lui-même ces paramètres en fonction de révolution des pratiques métier. De même, il permet d'adapter les tolérances aux contraintes spécifiques du matériau utilisé pour l'impression 3D. La modification de ces paramètres peut se faire soit directement dans le fichier, soit à travers une interface utilisateur intégrée à l'algorithme principal. La forme prédéfinie est choisie selon les dimensions connues par l'homme du métier pour un ajustement correct des verres dans le drageoir ou la gorge de la monture, comme représenté sur la figure ci-dessous :
Cette section est alors extrudée, c’est-à-dire appliquée, le long du contour de la monture par duplication de cette section et empilement successifs de telles sections pour constituer chaque couche successive donnant naissance au maillage 3D de la monture, enregistré dans la mémoire de l'ordinateur : Maillage_Monture.
Dans les listes ListejDD et Liste_OG, on sélectionne les points situés dans une zone prédéfinie à gauche du verre droit et à droite du verre gauche, lesdites zones étant situées dans la partie supérieure de la monture.
On déplace les points ainsi sélectionnés selon la normale à la courbe en chaque point.
Les deux arcs de courbes ainsi formés sont enregistrés en mémoire dans deux listes : Liste_AD et Liste_AG.
On utilise une méthode d'extrapolation ou d'interpolation paramétrique telle que la méthode de Bézier, ou celle des splines telles que celle de Catmull-Rom ou la méthode des polynômes d'Hermite. Cette méthode permet de fermer la courbe ébauchée à l'étape précédente pour former le pont entre les deux verres. La liste des points formant la courbe du pont Liste_Pont intègre Liste_AD et Liste_AG et y ajoute les points calculés par interpolation ou extrapolation paramétrique, elle est enregistrée en mémoire de l'ordinateur.
Une extrusion selon l'axe Oz réalisée à partir du plan du pont par empilements successifs définit un maillage 3D du pont enregistré en mémoire : Maillage_Pont.
Pour élaborer les tenons de la monture, on utilise le même principe que pour l'élaboration du pont : dans une zone prédéfinie sur le bord supérieur droit du verre droit et supérieur gauche du verre gauche sont extraits des points de la courbe à partir des ListejD et Liste_OD. Ces points sont enregistrés dans deux nouvelles listes : Tenon OD et Tenon OG.
Par extrusion selon l'axe Oz, on enregistre les différents plans empilés pour chaque tenon dans deux zones mémoire : Maillage_Tenon_OD et Maillage_Tenon_OG.
Des maillages de charnière prédéfinis Maillage_Charnière_OD et Maillage_Charnière_OG sont importés à partir d'un support de stockage (mémoire morte) de l'ordinateur ou déjà définis dans le corps du programme et est combinée en mémoire vive avec le maillage de chacun des tenons.
Tous les maillages ainsi réalisés : Maillage_Monture, Maillage_Pont, Maillage_Tenon_OD, Maillage_Tenon_OG, Maillage_Charnière_OD et Maillage_Charnière_OG, sont alors regroupés au sein d'une même zone mémoire : Maillage_Monture_Complet.
Cet enregistrement Maillage_Monture_Complet est alors :
- soit converti en fichier dont le format (type STL ou autre) est compatible avec les formats d'entrée acceptés par logiciels trancheurs (slicer) du marché, lequel trancheur a pour but de transformer le fichier au format STL en un fichier constitué de codes interprétables par l'électronique d'une imprimante 3D (typiquement mais non exclusivement un format gcode) ;
- soit directement converti, au sein d'une dernière étape de l'algorithme décrit ci-dessus, en un fichier constitué de codes interprétables par l'électronique d'une imprimante 3D (typiquement mais non exclusivement un format gcode) ;
Le logiciel décrit ci-dessus peut être hébergé par un ordinateur au sein d’un magasin d'opticien, par un serveur distant ou directement dans une carte électronique de pilotage d’une imprimante 3D.
On décrit, ci-dessous, une deuxième variante du logiciel.
On réalise une importation des contours à partir du fichier. orna, ou équivalent, (champs pris en compte : -FILENAME, OMAV, DBM, HBOX, VBOX, TRCFMT, R, A) :
- variante avec un ou deux contours seulement (on complète par symétrie si besoin)
- lecture de la liste des rayons
- lecture de la liste optionnelle des angles des rayons (sinon on les calcule régulièrement de 0 à 360°)
- lecture de la distance centre œil gauche à centre œil droit
- lecture de la distance entre les verres - taille des verres (hbox + vbox).
On calcule des positions 2D des éléments de la monture, modifiables avec les paramètres de l’algorithme :
- largeur et points-supports du nez (départ haut, point milieu haut, départ bas, point milieu bas)
- épaisseurs et extension des tenons
- largeur totale de la monture.
On détecte les contraintes géométriques impossibles.
On modélise en deux dimensions par splines fermées :
- calcul d'une courbe spline fermée sur la base de l’échantillonnage radial des verres (simplification et accélération, l'erreur entre la spline et l’échantillonnage est réglable)
- calcul du pont sur la base d'une spline fermée et des points d'ancrage sur les cercles gauche et droite (voir le schéma).
On réalise une extrusion d'un profil le long du spline 3D (opération de "sweep" d'une forme 2D perpendiculaire à un trajet dans l'espace, ici les spline de support) :
- profil semi-circulaire partiel pour le nez
- profil semi-circulaire partiel (externe) pour le cercle et rectiligne avec une gorge pour le drageoir (réglable).
On ajoute des plaquettes le long des cercles (position, longueur, hauteur, chasse réglables)
On définit des charnières avec un profil extérieur chanfreiné (arrondi) et des tours intérieurs avec des angles de réglage.
On réalise un assemblage virtuel de :
- œil gauche, œil droit, défonçage
- nez (pont)
- plaquettes
- tenons et charnières.
On réalise un export, selon l’un des formats suivants :
- STL (approximation par facettes)
- STEP (fichier CAO de forme mathématiquement pures)
- SVG 2D (sans facette)
Les avantages de cette seconde variante par rapport à la première sont :
- l’absence de facettes dans la forme générée peut donner lieu à un réglage de la précision d’impression lors de la dernière étape, celle de la génération du fichier pour l’impression 3D (fichier STL) ;
- la génération d’une forme mathématique pure est compatible avec les logiciels de CAO industriels (format STEP) et permet donc un usinage par d’autres procédés que l’impression 3D ; - de la même manière, cette forme mathématique pure permet de présenter une vue 3D vectorielle (donc pouvant être agrandie à l’infini ; fichier SVG) de la monture générée en vue de validation par l’homme du métier avant impression 3D.
Afin de mettre en lumière ces derniers avantages, ainsi que les dimensions choisies dans la pratique, voici une liste des paramètres pouvant être modifiés et leurs valeurs par défaut :
- stl file optional, path of the STL file to generate, facultatif, chemin du fichier STL à générer
- step file optional, path of a STEP file to export chemin d'un fichier STEP à exporter
- svg file optional, alternate SVG file to export to, fichier SVG alternatif vers lequel exporter.
- log file optional log file to output to (instead of stdout), optionnel, fichier journal à exporter (au lieu de stdout)
- frame-thickness mm optional thickness seen from side (Default: 3.2), épaisseur optionnelle vue de côté (Par défaut : 3.2)
- rim-offset mm offset applied to OMA radii (Default: -0.1 ), décalage appliqué aux rayons de l'OMA (par défaut : -0.1 )
- rim-precision mm precision of OMA curve (1 mm is good) (Default: 1.0), précision de la courbe OMA (1 mm est bon) (Défaut : 1 .0)
- rim-width-mid mm thickness of the circles seen from face (Default: 2.4), épaisseur des cercles vus de face (Défaut : 2.4)
- rim-width-outer mm optional thickness of the top & bottom circles seen from side (Default: 1 .6), épaisseur optionnelle des cercles supérieurs et inférieurs vus de côté (Défaut : 1 .6)
- hinge-hole-size mm hinge hole size (consider a +0.2mm margin) (Default: 2.65) taille du trou de la charnière (considérer une marge de +0.2mm) (Défaut : 2.65),
- hinge-hole-rot deg rotation of hinge holes on their axis (Default: 5), rotation des trous de charnière sur leur axe (Défaut : 5)
- hinge-pos mm y-coordinate of hinges (Default: 8), coordonnée y des charnières (Défaut : 8)
- hinge-outwards mm outwards displacement of the hinge (origin is the outer circle edge) (Default: 4), déplacement de la charnière vers l'extérieur (l'origine est le bord du cercle extérieur) (Défaut : 4)
- hinge-thickness mm margin around the hinge holes (Default: 2.4), marge autour des trous de charnière (Défaut : 2.4)
- temple-height mm temple height (sets hinge height) (Default: 6.5), hauteur du temple (définit la hauteur de la charnière) (Défaut : 6.5)
- hinge-flare mm hinge thinning (Default: 1 ), amincissement de la charnière (Défaut : 1 )
- hinge-edge-rounding mm, hinge edge rounding (Default: 2), arrondi du bord de la charnière (Défaut : 2) - bridge-top-start mm, y-coordinate of bridge top sides (Default: 21 ), coordonnée y des côtés supérieurs du pont (Par défaut : 21 )
- bridge-top-center mm, y-coordinate of bridge top center (Default: 11 ), Coordonnée y du centre du sommet du pont (Défaut : 11 )
- bridge-top-flat mm bridge top flat width (Default: 4), largeur du plat du sommet du pont (Défaut : 4)
- bridge-bot-start mm, y-coordinate of bridge bottom sides (Default: -9), Coordonnée y des côtés inférieurs du pont (Défaut : -9)
- bridge-bot-center mm, y-coordinate of bridge bottom center (Default: 10), Coordonnée y du centre du bas du pont (Défaut : 10)
- bridge-bot-flat mm bridge bottom flat width (Default: 3), largeur du fond plat du pont (Par défaut : 3)
- bridge-inset mm inset of bridge sides (0 to be tangeant to the circles) (Default: 2), Inset des côtés du pont (0 pour être tangent aux cercles) (Défaut : 2)
- rim-bezel-height mm, hauteur du drageoir (Default: 1 .8),
- rim-bezel-depth mm profondeur du drageoir (Default: 0.8),
- pad-position mm offset vertical des plaquettes sur la ligne iso (Default: -2)
- pad-length mm longueur des plaquettes (Default: 15)
- pad-depth mm profondeur des plaquettes (Default: 4.5)
- pad-thickness mm épaisseur des plaquettes (Default: 1 .8)
- pad-flare-angle deg, angle de chasse des plaquettes (Default: 20)
- total-width mm optional, overrides hinge 'outwards' width (custom), remplace la largeur de la charnière "vers l'extérieur" (personnalisée),
- bridge-width mm optional, overrides OMA dbl definition (custom), remplace la définition OMA dbl (custom),
- bridge-pos mm optional, overrides bridge vertical position (0 is centered), remplace la position verticale du pont (0 est centré)
- box-height mm optional, overrides OMA box height, remplace la hauteur de la boîte OMA
- box-width mm optional, overrides OMA box width, remplace la largeur de la boîte de I'OMA.
Dans une variante, les étapes 31 à 34 du brevet sont remplacées par la génération d’un fichier de description des contours directement à partir d’un logiciel de conception 3D (par exemple Maya, Catia, Solidworks, etc.) ayant servi au dessin 3D initial de la monture par le fabricant. Un fabricant de montures peut ainsi mettre à disposition les fichiers définissant les dessins 3D de montures dans une bibliothèque. Cette bibliothèque peut être accessible par le biais d’un serveur distant et interrogée par le logiciel mis en oeuvre par le dispositif objet de l’invention pour récupérer le fichier de contour correspondant à la monture et lui permet de générer une monture 3D de remplacement. La prise en compte des tolérances et des dimensions pour la section radiale du cercle de la monture (dont le drageoir) peut se faire à travers un enregistrement de ces informations sur un support de stockage. Alternativement, une interface utilisateur (IHM) permet de les définir.
Le « frame-thickness » est l’épaisseur en millimètre de la monture en vue de côté. La valeur par défaut est choisie pour tenir compte de la rigidité et de l’élasticité du matériau. La monture est suffisamment fine pour que l’on puisse imprimer rapidement, mais suffisamment rigide pour que la monture tienne suffisamment bien les verres.
Concernant les variables suivantes :
- rim-offset mm offset applied to OMA radii (Default: -0.1 )
- rim-precision mm precision of OMA curve (1 mm is good) (Default: 1 .0)
- rim-width-mid mm thickness of the circles seen from face (Default: 2.4)
- rim-width-outer mm optional thickness of the top & bottom circles seen from side (Default: 1.6)
Les réglages des cercles ici correspondent à la vue de la monture en vue de face.
L’épaisseur rim-width-mid, ici de 2.4 mm, est choisie pour permettre de clipper les verres à froid. Une monture trop épaisse est inesthétique et rend l’insertion du verre trop difficile à exécuter. A l’inverse, une monture trop fine à tendance à casser lors de la mise en place des verres.
Concernant les variables :
- hinge-hole-size mm hinge hole size (consider a +0.2mm margin) (Default: 2.65)
- hinge-hole-rot deg rotation of hinge holes on their axis (Default: 5)
- hinge-pos mm y-coordinate of hinges (Default: 8)
- hinge-outwards mm outwards displacement of the hinge (origin is the outer circle edge) (Default: 4)
- hinge-thickness mm margin around the hinge holes (Default: 2.4) elles sont en rapport avec la configuration du trou qui doit recevoir la charnière métallique, elle-même sélectionnée pour des raisons de solidité et de disponibilité commerciale.
La taille du trou permet de recevoir en force l’insertion de la charnière. Cela se fait sans chauffer le matériau. Avec ces valeurs de paramètres, les charnières restent « scellées » une fois installées sans utiliser de vis ou de colle pour les bloquer dans la monture. On obtient un effet « clipper » à froid dans la monture.
La rotation de cinq degrés est ici choisie pour permettre aux branches de se superposer une fois pliées. C’est un paramètre qui dépend du modèle de charnière utilisée. Cette valeur par défaut a été sélectionné après plusieurs essais d’impressions.
La valeur de la position (au niveau hauteur) du tenon en vue de face où se trouve le trou de la charnière est choisie pour des raisons essentiellement esthétiques. Huit mm correspond à la hauteur depuis la référence iso boxing. La distance entre le cercle et le trou (4mm) est un réglage par défaut sélectionné pour obtenir une résistance suffisante lors de la mise en tension de la face lorsque les branches sont mises en buté lors de l’ouverture des branches et de la mise en place sur le visage du porteur. Une valeur supérieure accentue un effet levier qui déforme trop la face (c’est dû à la flexibilité du matériau utilisé). Une valeur inférieure induit une étroitesse globale de la monture ne permettant plus un bon emboitement de la face sur le visage du client (on s’éloigne de la largeur initiale de la monture initialement palpée qui ont en moyenne des tenons plus proche de 6 à 7 mm en moyenne).
La marge de matière entourant le trou est paramétrée ici par défaut à 2.4 mm pour permettre d’épauler convenablement la charnière en vue de favoriser ici encore un scellement à froid pour avoir un bon maintien de celle-ci dans la face.
Concernant les variables :
- temple-height mm temple height (sets hinge height) (Default: 6.5)
- Position de la partie basse du tenon résultant des autres réglages
- hinge-flare mm hinge thinning (Default: 1 )
- hinge-edge-rounding mm
- hinge edge rounding (Default: 2) ces valeurs correspondent à l’arrondi du tenon en vue de face, résultent d’un choix esthétique.
Concernant les variables :
- bridge-top-start mm
- y-coordinate of bridge top sides (Default: 21 )
- bridge-top-center mm
- y-coordinate of bridge top center (Default: 11 )
- bridge-top-flat mm bridge top flat width (Default: 4)
- bridge-bot-start mm
- y-coordinate of bridge bottom sides (Default: -9)
- bridge-bot-center mm
- y-coordinate of bridge bottom center (Default: 10)
- bridge-bot-flat mm bridge bottom flat width (Default: 3)
- bridge-inset mm inset of bridge sides (0 to be tangeant to the circles) (Default: 2)
Toutes les valeurs sont choisies pour que le pont ait toujours une structure suffisamment solide pour contenir la déformation induite par l’ouverture des branches et par la mise en place de la monture sur le visage.
Les réglages permettent de prendre en considération les multiples scénarios liés aux deux variables qui induisent des contraintes de génération de modèle 3D que sont la distance entre les deux verres et la forme des verres.
Concernant les variables :
- rim-bezel-height mm - hauteur du drageoir (Default: 1 .8)
- rim-bezel-depth mm profondeur du drageoir (Default: 0.8)
- pad-position mm offset vertical des plaquettes sur la ligne iso (Default: -2)
- pad-length mm longueur des plaquettes (Default: 15)
- pad-depth mm profondeur des plaquettes (Default: 4.5)
- pad-thickness mm épaisseur des plaquettes (Default: 1 .8)
- pad-flare-angle deg
- angle de chasse des plaquettes (Default: 20) la position des plaquettes (pads) est ici réglée pour ne pas rentrer en conflit avec la position du pont. L’épaisseur des plaquettes est ici réglée sur 1 ,8mm pour ne pas dépasser du profil en vue de face de l’épaisseur de la monture (2.4 mm). Les autres valeurs de paramètres sont choisies après plusieurs impressions pour obtenir une assise confortable. Les relations entre les valeurs de ces paramètres se retrouvent dans une table de correspondance des plaquettes en fonction du type de nez ou de monture détaillé dans le précédent document.
Parmi les critères régissent le remplissage de cette table de correspondance, on peut trouver, par exemple :
- un verre plus petit correspond à un offset plus important, pour compenser la moindre souplesse de la monture, à section radiale identique,
- un verre de facteur de forme plus rectangulaire correspond à un offset plus important pour compenser la courbure du contour, à section radiale identique,
- un verre de facteur de forme plus rectangulaire correspond à une section radiale plus faible, pour augmenter la souplesse en flexion du contour du verre,
Un exemple de table de correspondance entre offset par rapport à la forme palpé, est donné ci-dessous.
Figure imgf000023_0001
Un exemple de tableau de correspondance offset par rapport à la puissance des verres est donné ci-dessous :
Figure imgf000023_0002
On note que ces tableaux de correspondance peuvent interdire certaines couleurs (qui correspondent à des élasticités plus limitées avant la rupture) pour certaines combinaisons de
Figure imgf000024_0001
section radiale, forme de verre, courbure du verre, ...
On donne, ci-dessous, un exemple de tableau de correspondance pour la géométrie des plaquettes en relation avec le facteur de forme du verre et donc de la monture.
Un exemple de relation entre le galbe du verre, qui peut être élevé dans le cas des lunettes de soleil et peut influencer la tolérance à ajouter au contour du verre pour définir le contour
Un tableau de correspondance entre le galbe du verre et la tolérance à ajouter au contour du verre pour définir le contour interne de la monture et compenser la courbure, est donné ci- dessous
Figure imgf000024_0002

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) de fabrication d’une monture (25) d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre (20) à y insérer, de manière à ce que ladite monture s'adapte à la forme et aux dimensions des verres, caractérisé en ce qu’il comporte :
- un palpeur (11 ) configuré pour représenter, en au moins deux dimensions, un contour d’au moins un verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour,
- un moyen de calcul (12) de la monture de paire de lunettes adaptée à recevoir et retenir chaque verre, en fonction de la représentation de chaque contour de verre et
- un moyen de commande (14) d’une machine (13) de fabrication de la monture calculée.
2. Dispositif (10) selon la revendication 1 , qui comporte, de plus, la machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le matériau d’impression est un matériau souple et le moyen de calcul est configuré pour que toute la surface de la monture entourant les verres soit imprimée dès le premier plan imprimé.
3. Dispositif (10) selon la revendication 2, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour faire respecter un critère prédéterminé entre : la courbure de chaque cercle entourant un verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre, la section radiale de chaque cercle, dans un plan perpendiculaire à ce plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique du verre, et la limite d’élasticité du matériau d’impression.
4. Dispositif selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour faire définir chaque cercle en fonction de la courbure de chaque verre destiné à entrer dans ce cercle et dans un plan tangent au verre et comportant un axe parallèle à l’axe optique de ce verre.
5. Dispositif (10) selon la revendication 4, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour estimer cette courbure du verre en fonction d’un facteur de forme du verre et d’un galbe du verre.
6. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le palpeur est configuré pour représenter, en deux dimensions, le contour de chaque verre et fournir un fichier comportant des informations représentatives de ce contour en deux dimensions.
7. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le palpeur est configuré pour représenter le contour d’un contre-biseau formé sur le contour du verre et le moyen de calcul est configuré pour : décompter une partie d’une estimation de la différence entre ce contour du contre- biseau et le contour du verre en dehors de ce contre-biseau, définir des cercles avec un drageoir correspondant à ce contre-biseau.
8. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 7, qui comporte la machine de fabrication par impression additive en plans successifs, le moyen de calcul étant configuré pour que le drageoir soit uniformément formé dans les mêmes plans successifs pour l’ensemble du cercle de la monture entourant ce verre.
9. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour former un contre-biseau tourné vers le verre dans au moins un cercle de la monture.
10. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour réaliser deux cercles différents pour des verres de contours différents.
11. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour former un cercle autour de chaque verre, avec une partie éloignée du contour du verre au niveau du pont entre les verres, ce pont présentant ainsi deux branches sur chaque verre.
12. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 11 , qui comporte la machine de fabrication, dans lequel la machine de fabrication réalise la monture avec un matériau biosourcé, biodégradable et/ou recyclable.
13. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 12, qui comporte, entre le moyen de commande (14) et la machine de fabrication (13), un moyen de tranchage (15).
14. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel le palpeur (11 ) est configuré pour représenter, en au moins deux dimensions, un contour d’un verre dont une direction est référencée, et le moyen de calcul est configuré pour recevoir une mesure d’écartement entre les verres, pour déterminer la forme d’un deuxième verre de la paire de lunettes par symétrie du verre palpé et pour fournir au moyen de commande (14) une représentation des deux verres écartés de l’écartement mesuré.
15. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 14, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour déterminer les cercles (26) entourant les verres (20) en incorporant des drageoirs correspondant aux contre-biseaux des verres et une forme de pont (27) entre les cercles.
16. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 15, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour déterminer une forme de tenon (28) pour supporter une charnière de branche et des formes des branches à fixer aux charnières des tenons.
17. Dispositif (10) selon l’une des revendications 1 à 16, dans lequel le moyen de calcul est configuré pour déterminer la couleur ou la répartition de couleurs de la monture (25).
18. Procédé (30) de fabrication d’une monture (25) d’une paire de lunettes à partir d’au moins un verre (20) à y insérer, de manière à ce que ladite monture s'adapte à la forme et aux dimensions des verres, caractérisé en ce qu’il comporte : - une étape (32) de palpage représentant, en au moins deux dimensions, un contour d’au moins un verre par un fichier comportant des informations représentatives de ce contour,
- une étape (35) de calcul de la monture de paire de lunettes en fonction de la représentation du contour de chaque verre et
- une étape (36 à 40) de commande d’une machine (13) de fabrication de la monture calculée.
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