在定中心和锁定设备中手动地为镜片定中心的方法以及相关联的定中心和锁定设备

具体实施方式

图1是本发明的定中心和锁定设备100的一实施例的示意图，所述设备包括一工作台101，在工作台上放置一用于镜片103的定中心机构102。所述镜片可以是单视、双焦、三焦镜片，或者是渐进多焦镜片。

定中心和锁定设备100还包括一以在工作台101工作的使用者能看见的方式固定于机架104上的显示屏105。

工作台101的定中心机构102具有一组三个用于同心夹紧的卡爪114，每个卡爪被支承于一围绕相对于工作台101位置固定的轴线(在图1中不可见)枢转的臂115上。这些臂以这种方式布置，即当它们围绕各自的轴线同时枢转时能够使得三个卡爪114互相靠近。

通过一电动机117控制卡爪114的夹紧，该电动机具有一固定于一齿轮118的轴，该齿轮与一适于使臂115围绕各自的轴线枢转的冠齿轮(couronne)119啮合。

每个臂115都具有与冠齿轮119的外周边啮合的半圆形齿部(未示出)。

当齿轮118在电动机117的驱动下转动时，其导致冠齿轮119转动，从而使得卡爪114依赖于冠齿轮119被驱动的方向夹紧或松开。一光学或电磁元件120用于告知电动机117关于冠齿轮119的位置。

由承载有卡爪114的臂115和冠齿轮119构成的组件被放置在一透明的支承板121上方。

此外，如图1所示，定中心和锁定设备具有一定位臂106——优选为自动臂，该定位臂连接于机架104，并且适于使用一夹具抓取放在一容器107上的夹紧销钉并(将其)放置于所述镜片103的正面上通过计算确定的位置处。

为此，定中心和锁定设备100适于检测并显示镜片103的中心和/或轴线标记的位置。

为此，如图2中示意性地示出的，该设备有利地包括：

-用于接纳镜片103的接纳装置；

-在所述接纳装置一侧的用于照射安装在所述接纳装置上的镜片103的照射装置，以及另一侧的用于获取并分析穿过所述镜片103透射的光线的获取和分析装置；以及

-可激励和可去激励并且设置于所述接纳装置与所述获取和分析装置之间的用于不透明记号124A、124B的透明支承件124。

在该示例中，接纳装置由一透光的支承板121构成。

在所示示例中，照射装置包括朝一反射系统发出发散光束1的光源S，该反射系统包括一成145°倾斜的镜子126和一会聚透镜123，该会聚透镜适于朝放置于支承板121上的镜片103形成具有平行光线的光束2，其中镜片103的正面承载有朝向所述会聚透镜123的中心和/或轴线标记。

在该示例中，获取和分析装置包括一数码相机C、适于处理在数码相机C的输出端获得的信号的图像处理装置(未示出)、以及用于显示所处理的信号并由显示屏105构成的显示装置。在透明的记号支承件124和数码相机C之间，所述获取和分析装置包括一用于反射穿过镜片103透射的光束的光学系统，该光学系统包括一形成屏幕的半透明板122和一成45°倾斜的镜子125。经由斜置的镜子125所进行的斜反射，数码相机C拍摄投射到半透明屏幕122上的图像或影子。

有利地，在定中心和锁定设备中，使所述接纳装置、所述照射装置、所述获取和分析装置以及所述透明的记号支承件保持相对于彼此位置固定。

此外，如图2所示，该设备在所述照射装置与所述获取和分析装置之间具有单一光路，因此具有减少设备的总体尺寸和制造成本、特别是可获得具有持久精确度的测量的优点。

根据定中心和锁定设备100的特征，所述透明的记号支承件124为一有源的透明屏幕，当通过一相关联的电子驱动单元适当地激励时，该屏幕适于显示所述不透明记号。例如它由一液晶屏幕构成。

当没有被激励时，透明的记号支承件124相当于透明支承板121，不显示任何不透明记号。

当被激励时，透明的记号支承件124显示用于检测镜片103的中心和/或轴线标记的位置的不透明记号。

如图3中更具体地所示，所述透明的记号支承件124包括重复且规则的不透明图案124A的阵列。具体地，它包括一哈特曼(Hartmann)矩阵。

此外，同样如图3所示，所述透明的记号支承件124优选地在其中央包括一最大外部尺寸在2-10mm范围内的几何图形124B。该几何图形124B覆盖在3-80mm²范围内的面积。这是一有轮廓的图形(filaire)，与点或十字不同，从而与镜片上的标记区别开。在该示例中，几何图形124B是多边形，优选地如图所示是底边为4mm的等腰三角形，但是在未示出的变型中，该几何图形可以是圆或椭圆。

有利地，如上所述的定中心和锁定设备100允许执行一种自动地检测将要安装到其中的相应镜框中的镜片103的中心和/或轴线标记的位置的方法。该方法包括下列步骤：

步骤a

为进行校准，在透明的记号支承件124被激励并通过照射装置S单独照射时，获取并存储形成于该支承件上的矩阵124A和不透明记号124B的影子。

步骤b

叠置镜片103和被激励的透明的记号支承件124。

步骤c

获取由照射装置S照射的所述支承件的记号的影子并将其存储在处理装置的随机存取存储器(RAM)中。

步骤d

在通过所述照射装置S照射镜片103时，获取镜片103的中心和/或轴线标记的影子并将其存储在RAM中，然后去激励所述透明支承件，从而不显示任何不透明记号。

步骤e

从通过比较步骤a)与c)中进行的获取所测得的矩阵124A(或者，在使用阵列124A的检测方法失败的情况下——例如由于难以识别图像导致在检测阵列的折射点时出现混淆，特别是由于与镜片上的刻痕发生混淆——则利用几何图形124B)的棱镜折射，推导出在所述镜片正面上的所述标记的未经折射的修正位置。

自动地检测镜片的中心和/或轴线标记的位置的这一方法使得能够为镜片103定中心，以便将夹紧销钉放置在镜片103正面上的确定位置，由此允许随后在研磨机中紧固并驱动镜片103旋转，以使镜片的形状与所选镜架的镜框相配。

通常，要定中心和/或确定其轴线的镜片103具有一个或多个中心标记。这些标记一方面包括指示镜片的中心点并通常呈现为点或十字(或任何其它图案)形式的中心标记，另一方面可选地包括一个或多个确定镜片的散光轴并通常呈现为直线或点(或任何其他图案)形式的轴线标记。

为了自动地或者手动地为所述镜片103定中心并可选地确定其轴线，在上述步骤a)-d)之前，操作者通过控制台告知定中心和锁定设备关于要定中心的镜片的类型、镜片103的中心点PC(参见图5A-5C)相对于方框中心(centre boxing)CB即所选镜架的中心(参见下面参照图5B和5C给出的定义)的期望位置，以及对于柱状单视镜片来说可还(包括)所期望的镜片轴线的方位。

上述参数遵守定中心的惯例，所述惯例一方面包括与数码相机相关联并在图5A中示出的测量参照系(O，X，Y)，另一方面包括与镜架相关联并在图5B中示出的显示参照系(O′，X′，Y′)。

在测量参照系(O，X，Y)中，使用相机C获取镜片的由坐标Xpc，Ypc标识的中心点PC以及——在适当时——镜片103的轴线标记。

确切地说，中心点的性质取决于所涉及镜片的类型。

对于单视镜片，中心点PC为预先标记的光学中心。

对于双焦镜片，中心点PC为近视区段的中心。

对于渐进多焦镜片，中心点PC为中心十字。

此外，如在图5A中可看到的，镜片的方位通过镜片的一特定轴线与测量参照系的轴线X之间的角度θ标识。

视具体情况，该特定轴线为：

-对于环形单视镜片为圆柱体轴线；

-对于渐进镜片为水平标记的轴线；或者

-对于双焦镜片为近视区段的轴线。

显示参照系(O′，X′，Y′)与所选的镜架有关。该镜架具有两个(任意形状而不一定是圆形的)镜框，每个镜框适于接纳一个镜片。具体地，所示出的镜框在显示参照系(O′，X′，Y′)中呈曲线形状。为镜框设定一中心。通常，例如可将镜框内接于其中的长方形的中心设定为镜框的中心。该中心被称为“方框”中心并且用CB表示，在(O′，X′，Y′)参照系中通过其坐标X′_CB，Y′_CB标识。

夹紧销钉通常在方框中心CB处固定于镜片上。

所期望的中心点PC与方框中心CB之间X和Y项的差别由操作者输入定中心和锁定设备100中。它取决于验光数据、佩戴者的脸形和镜架形状。

这一差别代表(O′，X′，Y′)参照系中的下列坐标：

δX′＝X′_PC-X′_CB，δY′＝Y′_PC-Y′_CB(参见图5C)。

在图5C中，θ′表示镜片的轴线在显示参照系(O′，X′，Y′)中、从而在镜架参照系中所期望的角度(参见图5C)。

在将上面指定的定中心参数输入定中心和锁定设备后，操作者将镜片放置于镜片支承件上，就可以开始定中心操作。

有两种操作模式：自动模式和半自动或辅助手动模式。

在自动模式中，操作者开始时将镜片103放置在透明支承板121上的任意位置(参见图1)，其中镜片的正面朝向所述照射装置。一旦参数输入被确认，则卡爪114夹紧镜片103，可开始定中心操作。

然后对镜片103执行所述检测方法的步骤a)-d)。

然后，在步骤d)之后，当镜片为单视镜片时，使在步骤c)中获得的图像转动和/或平动，以便在显示镜片轮廓与镜架形状相配的情况下这样计算出的图像之前，将镜片的中心点和轴线放置于显示参照系中所期望的位置(参见图5C)。

当镜片为渐进多焦镜片或双焦镜片时，则在计算所述镜片正面上的所述中心标记未经折射的修正位置的步骤d)之后，使在步骤c)中获得的图像转动和/或平动，以便在显示镜片轮廓与镜架形状相配的情况下这样计算出的图像之前，将镜片的中心点和轴线放置于显示参照系中所期望的位置(参见图5C)。通过移动镜架形状的图像，将对穿过镜片透射的光束折射的修正传输到显示装置。

当定中心和锁定设备100以手动模式操作时，卡爪114在空闲时被夹紧，以便形成要定中心的镜片103位于其上的三脚架。通过数码相机C拍摄的镜片103的图像实时显示在定中心和锁定设备100的显示屏105上。

当镜片为单视镜片时，最初利用屈光力计标记其光学中心以及可选地其轴线。

然后，使用定中心和锁定设备100执行下列步骤：

步骤a)

为进行校准，在通过照射装置单独照射透明的记号支承件124时，获取并存储形成于该支承件上的预定几何图形124B的影子，其中在该示例中所述几何图形为最大外部尺寸在2-10mm范围内的三角形。

步骤b)

叠置镜片103和透明的记号支承件124。

步骤c)

在通过所述照射装置S一起照射所述镜片103和所述支承件124时，获取并存储由所述镜片103折射的所述支承件124的所述几何图形124B的影子。

步骤d)

在通过照射装置S照射镜片103时，使用获取装置即相机C获取镜片103的中心和/或轴线标记PC的影子，但不存储该影子。

同时获取要定中心的镜片103的轮廓的影子。

步骤e)

使用显示屏105同时显示镜片103的中心和/或轴线标记PC的影子以及一中心虚拟目标CC，该中心虚拟目标与镜片103的中心标记PC相对于镜架的镜框200的基准点CB的期望位置相对应。

镜片103轮廓的影子和代表镜框的虚拟图像200在显示屏105上同时显示。通过计算，镜框200的所述虚拟图像独立于所述镜框的基准点CB相对于与镜框200的中心相关联的中心虚拟目标CC偏移，以便补偿由要定中心的镜片103所引起的棱镜折射。

步骤f)

从通过比较步骤a)与c)中进行的获取所测得的几何图形124B的棱镜折射，推导出镜框200的基准点CB相对于镜片103的中心标记PC的修正的相对位置CBc，反之亦然。

步骤g)

用手移动镜片，以便手动地使镜片103的中心标记PC的影子与中心虚拟目标CC重合。

步骤a)-g)不一定按上面列出的步骤次序进行，而是可随所使用的操作过程而变化。

在一个特别有利的实施例中，在步骤a)和b)之后循环执行步骤c)-f)，从而不断地获得镜框200的基准点CB的修正的相对位置CBc。

操作者用手移动镜片，以使在步骤c)中获得的图像以这种方式进行转动和/或平动，即使得在显示镜片轮廓与镜架形状相配的情况下这样计算出的图像之前，将镜片的中心点和轴线放置于显示参照系中所期望的位置(参见图5C)。通过相应地移动镜框200的形状的图像，将对穿过镜片透射的光束折射的修正实时传输到显示装置。

在易于执行的另一实施例中，在步骤a)和b)之后循环执行步骤d)和e)，而在步骤g)之后再一次执行步骤c)和f)。对中心标记的折射误差的修正不是实时地传递给显示屏，而是在定位信息中直接考虑，所述定位信息被传递到用于使夹紧销钉就位的锁定臂。

在上述手动定中心方法的一个变型实施例中，提出通过循环显示透明的记号支承件124的图案124A和124B、在所述图案124A和124B被激励时同步获取镜片103的图像、以及利用图4所示的循环在所述获取的图像上计算由镜片引起的棱镜折射的修正，而将修正镜片标记位置的棱镜折射的优点与对操作者而言舒服的显示结合起来。

更具体地，使用定中心和锁定设备为镜片103手动定中心的方法包括下列步骤：

步骤a)

为进行校准，在通过照射装置单独照射置于该照射装置与获取和分析装置C之间的透明的记号支承件124时，获取并存储形成于该支承件上的不透明记号(例如几何图形124B)的影子。

步骤b)

叠置所述镜片103和透明的记号支承件124。

步骤c)

在通过照射装置S一起照射所述镜片103和所述支承件124时，获取并存储由所述镜片103折射的所述支承件124的不透明记号124A、124B的影子。

步骤d)

在通过所述照射装置照射镜片103时，使用获取装置C获取镜片103的中心和/或轴线标记PC的影子。

同时获取要定中心的镜片103的轮廓的影子。

步骤e)

使用显示屏105同时显示直接来自获取和分析装置的镜片103的、镜片103的中心标记PC的和被激励时不透明记号124B的影子，以及与要定中心的镜片103的中心标记PC相对于镜框200的基准点CB的期望位置相对应的中心虚拟目标CC。间歇地显示透明的记号支承件124的不透明记号124B，其显示的持续时间足够短，以使人眼无法察觉其在显示屏上的影子。

显示屏105用于显示镜片103的轮廓的所述影子和代表相应镜框的虚拟图像200。镜框200的所述虚拟图像独立于所述镜框的基准点CB相对于与所述镜框相关联的中心虚拟目标CC偏移，以便补偿由要定中心的镜片103所引起的棱镜折射。

步骤f)

从通过比较步骤a)与c)中进行的获取所测得的几何图形124B的棱镜折射，推导出镜框200的基准点CB相对于中心标记PC的修正的相对位置CBc，反之亦然。

步骤g)

通过用手移动镜片103，使镜片103的中心标记PC与中心虚拟目标CC重合。

在该示例中，同样地，步骤a)-g)不一定按上述步骤的次序进行，相反地可随所使用的操作过程而变化。操作者用手移动镜片，以使在步骤c)中获得的图像转动和/或平动，从而在显示镜片轮廓与镜架形状相配的情况下这样计算出的图像之前，将镜片的中心点和轴线放置于显示参照系中所期望的位置(参见图5C)。通过相应地移动镜框形状的图像，将对穿过镜片透射的光束折射的修正实时传输到显示装置。

在一个特别有利的实施例中，在步骤a)和b)之后循环执行步骤c)-f)，从而不断地获得镜框200的基准点CB的修正的相对位置CBc。

在易于执行的另一实施例中，在步骤a)和b)之后循环执行步骤d)和e)，而在步骤g)之后仅再执行步骤c)和f)一次。对中心标记的折射误差的修正不传递给显示屏，而是仅仅在被传递到用于使夹紧销钉就位的锁定臂的定位信息中考虑。

因此，有利地，(通过)使用本发明的这一方法，用于确定镜片标记位置的棱镜折射和用于修正所导致的检测误差的透明支承件的不透明记号的影子不在显示屏上显示。这样可避免妨碍操作者读取显示屏，其在考虑修正棱镜折射时在屏幕上只看到镜片的图像和取景器/镜框的图像。

该定中心方法有助于锁定镜片103。从而在用上述方法为所述镜片定中心后，使用自动定位臂106把夹紧销钉放置于镜片103上的预定位置。

为此，电子处理单元通过考虑在步骤f)计算出的镜框200的基准点CB的修正位置CBc，而计算出将要放置夹紧销钉的修正位置。

本发明不以任何方式局限于所述和所示出的实施例，本领域技术人员将懂得如何在本发明的精神内进行任何变型。