用于确定透镜的边缘轮廓的装置（系统）和方法与流程

本发明总体上涉及加工眼科(或光学)透镜，并且更具体地涉及一种用于检测磨边透镜的外周缘边缘的准确位置和3d轮廓的装置和方法。由于该边缘/轮廓的形状和尺寸，获得了该外周缘边缘轮廓的精确的3d表示以用于随后的加工步骤(诸如将液体施加到(或用液体涂覆)成品光学透镜的外周缘轮廓等)中。

背景技术：

1、典型地，周缘特征被机加工到眼科(或眼镜)透镜上，以用于将该眼科透镜安置在由眼镜佩戴者选择的眼镜框架中。眼镜框架可以具有凹槽或斜面或用于与磨边透镜坐接的某种其他配置。相应地，透镜的周缘将被定形状成与框架互补，以允许透镜与框架坐接。如以下所使用的，术语眼科(或眼镜)透镜是由常用材料(即，无机玻璃或塑料，诸如聚碳酸酯、等)制成的并且具有任何形状的圆周(或外)透镜边缘的眼镜透镜的光学透镜或透镜毛坯，该光学透镜或透镜毛坯可以在透镜边缘的机加工之前在光学有效表面上机加工或生成。

2、眼科透镜边缘机加工的目的是使眼科透镜准备好插入到眼镜框架中。因此，当在平面中观看时，该眼科透镜被提供有与眼镜框架的圆周轮廓大致互补的圆周轮廓。而且，取决于透镜保持器的类型，可能有必要在眼科透镜边缘处形成凹槽或斜面，该凹槽或斜面用于将眼科透镜固定到眼镜框架。为了确保眼科透镜在边缘机加工之后适配到眼镜框架中，或者为了能够确定该眼科透镜边缘上的凹槽或斜面的位置，在预备机加工阶段之后测量眼科透镜的边缘，测量后考虑所测量的边缘数据而最终确定，可选地随着凹槽或斜面的形成考虑所测量的边缘数据而最终确定。

3、眼科透镜边缘或其一部分可以涂覆有至少一层功能层，至少一层功能层由以液体形式施加到眼科透镜的外边缘、化学固化或辐射固化并且在固化时与眼镜透镜整体地粘结的物质(诸如uv固化聚合物共混物等)形成。

4、目前，不存在已知的能够精确地提供与眼科透镜的3d外周缘边缘轮廓相关的所有几何数据的系统。存在两个可获得的不同类型和执行方式的基本系统以提供由本发明获得的信息的部分：透镜磨边机中的探测/测量系统和示踪器系统。

5、透镜磨边机中的探测/测量：每个无图案的透镜磨边机要求在加工过程中的某个点处测量眼科透镜边缘位置(透镜的前边缘和后边缘)。这是能够将斜面、凹槽、安全斜面等正确地定位在透镜边缘上所必需的。大多数磨边机在初始粗切之后用图1中所示的触觉(或机械接触)方法进行这种测量。可从国家光学公司(national optronics)获得的qm-x4磨边机实施此技术。然而，没有磨边机测量具有与仅平坦边缘不同的透镜边缘轮廓的眼科透镜。此外，对于轴向透镜边缘位置，磨边机依赖于来自在粗加工步骤中切割眼科透镜的其cnc位置，仅检索z轴向信息。

6、示踪器：示踪器(诸如可从国家光学公司获得的4tx示踪器等)被配置成测量眼镜框架的形状和/或原始(或未完成)眼科透镜(虚拟透镜和图案)的形状。现有示踪器可与使用触笔(如图2a和图2b所图示的)或光学测量系统的触觉系统一起获得。虽然触觉示踪器在可能的情况下测量框架本身(诸如具有v-bevel的透镜边缘等)并且仅依赖于用于无框/凹槽边缘的样品透镜，但是光学示踪器将样品透镜用于所有透镜边缘类型。如果测量眼镜框架，则所获得的眼镜框架形状数据可以是二维或三维的，这取决于示踪器的品牌和型号。第三尺寸与眼镜框架中的凹槽相关，而不是与眼科透镜本身相关。如果测量样品透镜，则所获得的形状数据最经常是二维的，尽管一些示踪器能够提供用于斜面特征的中心的轴向数据。即使从跟踪样品透镜获得轴向数据，该数据也不包括关于透镜边缘轮廓的任何信息。轴向数据也具有相对低的精确度并且仅用于计算透镜边缘圆周。当追踪有斜面的透镜时，仅在透镜边缘轮廓的斜面的顶点处收集径向数据，并且不收集关于斜面形状(高度、角度等)的信息。当追踪透镜边缘轮廓的凹槽形状时，仅测量无框形状；不收集关于凹槽的信息(宽度、轴向位置等)。

7、此外，现有系统都不提供眼科透镜的准确3d边缘轮廓。如前所述，可以从透镜示踪器获得一些信息，从透镜磨边机中的测量步骤获得一些信息，但是不能用现有解决方案建立完整的3d边缘轮廓。虽然可能试图从磨边机工具和工具路径数据计算最终透镜的完整3d轮廓，但是这个数据通常不可用。此外，即使它是可用的，考虑到当透镜被夹在磨边机中时刀具几何形状描述、机器校准和挠曲中的不准确性，并且在磨边过程中由机加工刀具将力施加到边缘上，精度也不足够高。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，公开了一种用于处理眼科透镜的边缘轮廓的机器。该眼科透镜包括相对的第一光学表面和第二光学表面以及被限定在第一光学表面和第二光学表面之间的外周缘边缘。机器限定相互垂直的x轴线、y轴线和z轴线。该机器包括机器框架和用于选择性地保持眼科透镜的透镜保持器单元。激光扫描器单元被提供用于当眼科透镜被安装到透镜保持器单元时确定眼科透镜的外周缘边缘的轮廓。主控制器操作地连接至透镜保持器单元和激光扫描器单元中的每一个，用于控制和操作透镜保持器单元和激光扫描器单元。透镜保持器单元和激光扫描器单元中的每一个被安装到机器框架。透镜保持器单元在初始位置与工作位置之间相对于机器框架是可移动的，在初始位置中，眼科透镜远离激光扫描器单元保持，并且在工作位置中，眼科透镜邻近激光扫描器单元定位。透镜保持器单元被配置成选择性地使眼科透镜围绕透镜保持器单元的c轴线旋转、使眼科透镜相对于激光扫描器单元倾斜以及在y轴线的方向上相对于机器框架直线地移动。激光扫描器单元在x轴线和z轴线上相对于机器框架能够选择性地直线地移动。

2、根据本发明的第二方面，公开了一种用于加工眼科透镜的边缘轮廓的方法。眼科透镜包括相对的第一光学表面和第二光学表面以及被限定在第一光学表面和第二光学表面之间的连续的外周缘边缘。该方法包括以下步骤：将眼科透镜固定到透镜保持器单元。然后将透镜定位在与激光扫描器单元邻近的工作位置中。激光扫描包括将从激光扫描器单元投射的扩散激光束从激光扫描器单元引导到眼科透镜的外周缘边缘上，由激光扫描器单元感测从外周缘边缘反射的激光束，以及确定眼科透镜的外周缘边缘的边缘轮廓。

3、又另一方面是一种用于将液体施加到眼科透镜的边缘轮廓的机器。眼科透镜包括相对的第一光学表面和第二光学表面以及被限定在第一光学表面和第二光学表面之间的连续的外周缘边缘。机器限定相互垂直的x轴线、y轴线和z轴线。机器包括机器框架、用于选择性地保持眼科透镜的透镜保持器单元以及用于确定安装到透镜保持器单元的眼科透镜的外周缘边缘的轮廓的激光扫描器单元。液体分配单元被可移动地安装到机器框架并且被配置成向眼科透镜的外周缘边缘的至少一部分施加液体涂层。uv光固化单元被安装到机器框架并且被配置成基于由激光扫描器单元确定的眼科透镜的外周缘边缘的轮廓来固化施加于眼科透镜的外周缘边缘的液体。机器进一步包括主控制器，主控制器操作地连接至透镜保持器单元、激光扫描器单元、液体分配单元和uv光固化单元中的每一个以用于控制和操作透镜保持器单元、激光扫描器单元、液体分配单元和uv光固化单元。透镜保持器单元在初始位置与工作位置之间相对于机器框架是可移动的，在初始位置中，眼科透镜远离激光扫描器单元保持，并且在工作位置中，眼科透镜邻近激光扫描器单元定位。透镜保持器单元被配置成选择性地使眼科透镜围绕透镜保持器单元的c轴线旋转、使眼科透镜相对于激光扫描器单元围绕b轴线倾斜以及在y轴线的方向上相对于机器框架直线地移动。激光扫描器单元在x轴线和z轴线上相对于机器框架能够选择性地直线地移动。

4、本发明的其他方面(包括构成本发明的部分的系统、装置、方法等)在阅读以下示例性实施例的详细说明时将变得更加清楚。