专利名称：眼镜片加工方法、检片计和带检片计等的眼镜片加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工眼镜片用的方法，该方法包括对镜片进行测量的步骤以及加工的步骤，其中该测量步骤包括使用测量包含眼镜片的棱镜值(prism value)在内的光学特性的检片计，得出包括光学参考点位置在内的光学信息；该加工步骤包括使用镜片测量步骤中得到的光学信息作为用于加工的数据的一部分；以及为此使用的检片计。
制造商使用检片计对其所提供的圆片镜片进行测量。得到光学中心和圆柱轴(cylinder axis)的位置，并且在镜片上设置表示位置和角度的标记。该标记被用作表示在加工之前被连接到未割边镜片上的镜片支架的连接位置和角度的标记，镜片支架用作镜片加工过程中镜片的旋转轴。
根据获得未割边镜片光学中心位置的传统的方法，在预计的接近光学中心的位置处使用检片计测量光学特性，如棱镜值。在不同预计位置处进行重复测量，直到找到所得到的值为零的位置，所找到的位置定为光学中心的位置(例如，日本实用新型No.2569718和日本实用新型申请公开No.Heisei 1(1989)-135344的说明)。在实际应用中，如
图14所示，在眼镜片的光学中心(O.C)的位置设置标记600，在通过光学中心位置的直线上在光学中心两侧的位置处设置两个标记600a和600b，以表圆柱轴之类。从而，未割边镜片具有三个标记。
不过，没有足够的技巧在被认为是接近光学中心的位置处使用检片计对棱镜值等进行实际测量，从而找到棱镜值为零的位置，是非常复杂和困难的。需要花长时间来寻找出精确位置。并且，在塑料镜片的情形中，由于镜片在加工台上移动，必须很小心地不在镜片上形成划痕。本发明要解决的问题本发明是在上述环境下做出的，本发明的目的在于提供一种加工眼镜片的方法，能够在一按照需要选择的测量点处简单、迅速地进行标记，而没有在镜片上形成划痕的危险，并且为此提供一种检片计。
本发明最佳实施例的描述图1表示描述本发明一实施例的用于加工眼镜片的方法的图表；图2表示本发明一实施例的检片计的前视图；图3表示本发明一实施例的检片计的侧视图；图4表示本发明一实施例的检片计的内部结构图；图5表示一光源图；
图6表示一目标板的图；图7和8表示一显示装置的实施例；图9表示描述该标记操作的示意图；图10表示在镜片上设置标记的实施例；图11表示标记部分的透视图；图12表示描述将镜片支架同镜片组合的操作的示意图；图13表示将镜片支架组合到镜片上的示意图。
下面将参照附图描述根据本发明某些实施例的眼镜片的加工方法和检片计。
其中一个实施例的加工眼镜片的方法，包括一个测量镜片的步骤和一个加工镜片的步骤，如图1所示。在测量镜片的步骤中，根据特定的处方使用检片计测量并确定由镜片制造商提供的圆形镜片的光学特性，如屈光度，从中得到光学参考点如光学中心和圆柱轴的位置，在镜片上设置表示该位置和角度的标记，并且存该位置的数据。加工镜片的步骤包括在加工之前组合镜片支架的步骤，其中一在镜片的加工过程中被用作旋转轴夹具的镜片支架与该镜片相连，然后对镜片进行加工。在测量镜片步骤中设置的标记被利用于确定组合镜片支架步骤中组合的位置。由于在加工镜片的步骤中使用传统的用于加工眼镜片的装置，故对加工镜片的步骤将不做详细描述。下面，将进一步描述前面所述的加工眼镜片的方法和检片计。
如图2和3所示，用于放置被检验镜片的测量台3设置在检片计1的主要部分2的前部。在测量台3后面(在检片计1的内部位置处)，设置一用于设定样品位置的部分4，有助于设定未割边镜片18的位置(图4)。在测量台3上方，设置一支撑镜片的部分5。在用于支撑镜片的部分5的后面，设置一用来标记被测量镜片的光轴的标记部分6。在主要部分2的前上方，设置一具有开关和电源的操作面板部分7，一个用来显示测量点与被测量镜片的光学中心的相对位置的显示装置8，和另一个用来显示操作结果的显示装置9。
在主要部分2的内部，包含一用于测量的光学系统10和一用于信息处理的部分11(图4)。图4表示本发明一个实施例的检片计的内部结构，该检片计包括该用于测量的光学系统10和信息处理部分11。在图4中，数字13表示检片计的光源，由4个发射超高亮度光的发光二极管(LED)13a组成。图5表示出光源13。如图5所示，将这四个LED13a设置在与相邻单元分割相同距离的位置处，从而使后面将要描述的计算简化。标号14表示一聚光透镜，其将来自每个LED13a的光束变成平行光。这意味着LED13a设置在聚光透镜14的焦点处。
标号15表示一目标板。图6表示该目标板15的示意图。如图6所示，目标板15具有一个N形狭缝图案15a，设置在聚光透镜14与准直透镜16之间，以通过一脉冲电机17使目标板可以移动。准直透镜16具有在被检测的镜片18上形成光源像的功能，通过与被检测镜片18组合的效果，将形成狭缝图案15a的图像的光线变成平行光线。
被检测镜片18放置在测量台3上，使该镜片的光学中心与该光学系统的中心位置处于相同位置。标号19表示一物镜，其对准直透镜16和被检测镜片18产生的图案15a平行光进行聚焦，形成图案15a的图像。标号20表示一由电荷耦合器件(CCD)构成的图像传感器，其设置在物镜19的焦点处，探测该图案的位置。
用于信息处理的部分11具有按照专用程序，结合控制基板上的装置、信号处理电路、驱动显示的电路、驱动光源的电路、驱动脉冲电机的电路、用于数值计算的电路和用于驱动打印机的电路来控制该系统的功能，执行计算如光学中心位置的计算，准备并存储光学中心与标记的相对位置的数据，将该数据记录到专用记录介质中或将该数据传送给其它设备，如计算机。
在具有上述结构的检片计中，通过用于数值计算的电路，利用由设置在准直透镜16与物镜19之间的被检测镜片18的屈光度(光焦度)所导致的四个LED13a中每一个在图像传感器20上形成的上述图案的偏移量，以及在目标板被移动后目标板15的位移量，和移动之后的上述偏移量来进行计算。作为计算结果，可以得到并显示出被检测镜片的光学特性，如球面光焦度，柱面光焦度，光轴的方向，棱镜光焦度(prism power)和棱镜底边(Base)的方向。
通过推导出该图案的中心坐标，能够测量出在测量点处的棱镜值。当被检测镜片18放置在测量台3上时，该图案的中心坐标表示为(x1，y1)，当被检测镜片18没有放置在测量台3上时图案的中心坐标表示为(x0，y0)。当通过使用(x1-x0)作为新的x-坐标，(y1-y0)作为新的y-坐标形成新坐标时，新坐标处的(x1，y1)表示在被检测镜片18的测量点处的棱镜值P本身。当棱镜值P的x-分量和y-分量分别表示为Px和Py时，由下式表示出P，Px，Py和θ之间的关系，θ为沿棱镜底边方向的角度P=Px2+Py2]]>Px=k4Σi=14xi=k4(x1+x2+x3+x4)]]>Py=k4Σi=14yi=k4(y1+y2+y3+y4)]]>θ=tan-1PyPx]]>(当Px＞0，Py≥0) (当Px＜0) (当Px＞0，Py＜0)θ＝90°(当Px＝0，Py＞0)θ＝270° (当Px＝0，Py＞0)在上面的公式中，k代表一个比例常数。
在信息处理部分11中，从上述的测量点处的棱镜值推导出测量点的位置与被检测镜片的光学中心位置之间的关系，而通过下面所描述的计算得到上面所述的棱镜值。当棱镜值表示为P时，镜片的折光度表示为D，测量点的位置与光学中心的位置之间的距离表示为δ，这些值之间的关系表示为δ＝10P/D。当距离δ在X-方向和Y-方向的分量分别表示为δx和δy时，在X-方向和Y-方向的棱镜值分量分别表示为Px和Py，这些值之间的关系表示为δx＝10Px/Dx和δy＝10Py/Dy。
在显示装置9上显示出前述所得到的被测量镜片的棱镜值P，棱镜值P在X-方向的分量(Px)和Y-方向的分量(Py)，沿棱镜底边方向的角度θ，球面光焦度和柱面光焦度。在显示装置8上显示出测量点的位置与光学中心位置之间的关系。信息处理部分存储这些数值，将这些数值记录在特定的记录介质上，或者传送给其它设备，使得在以后的步骤中，如果需要，可以使用这些值对镜片进行加工。
图7和8表示显示测量点与被检测镜片光学中心的相对位置的显示装置8的实施例。在图7给出的示例中，沿X-方向和Y-方向按一定方式设置若干发光二极管(LED)22，以使相邻二极管之间的距离为例如1毫米(mm)。设置在X-轴和Y-轴交点处的二极管为圆形，其它二极管为矩形。基于棱镜值P在X-方向的分量Px和所测量镜片(在图7中由双点划线的圆表示)在测量点(图7中圆形LED的位置)处的镜片屈光度，将被检测镜片的光学中心(在图7中用O.C表示)在X-方向关于被检测镜片的测量点的位置分量表示为X-轴上的棱镜值DPxi。被检测镜片的光学中心位置在Y-方向相对被检测镜片的测量点的位置分量在Y-轴上表示为棱镜值DPyi。
在某种情况下，当水平方向镜片的屈光度为负时，DPx变成-Px，将Px的符号反转而得到-Px。当屈光度为正时，DPx变成Px。与之相似，当在垂直方向镜片的屈光度为负时，DPy变成-Py，将Py的符号反转而得到-Py。当屈光度为正时，DPy变成Py。当水平方向镜片的屈光度为零时，DPx变成零，当垂直方向镜片的屈光度为零时，DPy变成零。原因在于，当镜片在水平方向或垂直方向的屈光度为零时，水平方向或垂直方向的任何位置都可以作为光学中心。
如上所述，当显示装置在十字形LED显示上将表示被检测镜片的光学中心相对被检测镜片的测量点的位置的值DPx，DPy显示为棱镜值时，当被检测镜片具有非常大的屈光度时，能够非常精确地显示该光学中心位置相对用于测量的光学系统的中心的偏移。
在图8所示的实施例中，基于被检测镜片(图8中给出的双点划线的圆)在测量点(图8中的圆形LED的位置)处棱镜值在X-方向的分量Px和Y-方向的分量Py，以及在测量点处该镜片的屈光度，被检测镜片的光学中心(图8中由O.C表示)在X-方向关于被检测镜片的测量位置的位置分量在X-轴上表示为距离δx。被检测镜片的光学中心在Y-方向关于被检测镜片的测量位置的位置分量在Y-轴上表示为距离δy。
如上所述，当显示装置将被检测镜片的光学中心在X-方向和Y-方向关于被检测镜片的测量点的位置分量显示为十字形LED显示器上的距离时，当被检测镜片具有非常小的屈光度时，能够非常精确地显示该光学中心相对测量系统的光学系统的光学中心的位置偏移。在上面的实施例中描述了一种得到棱镜值的方法。取决于狭缝图案和图像传感器的结构，获得棱镜值的方法是不同的。从而，可以按照其它传统方法得到棱镜值，如日本专利申请公开No.Showa 60(1985)-17335和美国专利US4,180,325中所描述的方法。在上面的实施例中，具有十字排列的LED显示用作显示装置8。当然，可以使用具有X-和Y-坐标的其它显示装置，如液晶显示装置和阴极射线管显示器。
当完成了棱镜值的测量和光学中心位置的计算时，在镜片上设置标记。对于标记过程，如图10所示，在棱镜值的测量位置通过操纵标记柄6a设置第一标记60，同时被检测镜片被固定在棱镜值的测量位置，如图9所示。在通过第一标记60的直线上，同时设置表示圆柱轴方向的第二标记60a和第三标记60b，以及用于识别标记垂直位置的第四标记60c。前面已经给出并已知这些位置之间的关系。通常，标记的位置与光学中心O.C的位置不同，因为在本实施例中，不要求将标记设置在光学中心的位置，不过，可以将被检测镜片放置在按照需要选择的适当位置处，第一标记设置在由被检测镜片的设置位置(自由标记)所确定的测量位置处。
如图11所示，将用于检测标记操作的开关6b设置在用于标记的部分6，使得当标记被设置时开关6b起作用。当开关6b起作用时，通过使用标记位置作为测量位置所得到的棱镜值，以及从该棱镜值计算出的测量位置与被检测镜片的光学中心位置之间的关系被信息处理部分11存储，记录在特定记录介质上或传送给另一个设备，使得在需要的时候，能够在下一步对镜片的加工过程中使用该信息。
如上所述将其上被设置标记的未割边镜片18安装到一镜片支架上，用于在下一步骤中进行加工。如图12所示，将通过用于连接镜片支架的装置20支撑的镜片支架30压向固定在台40上的镜片18的表面，并且使用粘接片30a通过粘合来进行固定。按照这种方式，如图13所示，镜片支架被固定到镜片18上。
在这种情况下，镜片支架30固定到镜片18上的位置是加工过程中旋转中心的位置，该位置用作加工过程中的参考位置。通常，镜片支架固定在光学中心的位置。还需要以一种方式对镜片支架进行固定，使该镜片的圆柱轴在镜片支架30的旋转方向上沿相对于朝向参考位置的特定方向延伸。由于这个目的，由上述标记操作设置的标记被探测到并且该位置被确定。换句话说，确定出该标记相对于固定镜片支架20的装置的参考的位置。虽然图中没有给出，不过通过设置在固定镜片支架的设备20中的图像处理装置来确定该标记的位置。
当标记的位置确定时，在测量镜片步骤中已经得到的被计算和传送的数据，即表示标记位置与光学中心位置之间关系的数据被读出，而且光学中心的位置被确定。镜片支架30被固定到如上所述被确定的镜片18光学中心的位置。镜片支架30所连接的镜片被设置在用于加工眼镜片的传统设备上，并进行加工。发明效果如上所述，本发明的方法包括测量镜片的步骤，其中测量出眼镜片的光学特性和参考位置，还包括加工步骤，其中基于测量镜片步骤中得到的光学信息对镜片进行加工。在测量镜片步骤中，利用按照需要在未割边镜片中选择的作为测量位置的位置来测量镜片的光学特性，如棱镜值，从该测量结果计算出诸如光学中心位置的光学参考位置，在所得到的位置处设置标记，并且将标记位置与光学参考位置之间的关系存储、记录或传送给另一个设备。在加工步骤中，检测并确定出标记的位置，在标记位置和已经被存储、记录或传送的数据的基础上确定诸如光学中心位置的参考位置，并对镜片进行加工。如上所述，根据本发明加工眼镜片的方法，可以容易、快速地在按照需要选择的位置处设置标记，不可能对镜片形成损伤。其中所使用的检片计具有相同优点。
标号列表1检片计；2检片计的主要部分；6用于标记的部分；11用于信息处理的部分；以及18镜片
权利要求
1.一种加工眼镜片用的方法，包括对镜片进行测量的步骤和进行加工的步骤，其中该测量步骤包括使用用于测量包括眼镜片棱镜值的光学特性的检片计获得包括光学参考点位置在内的光学信息；其中该加工步骤包括使用镜片测量步骤中得到的光学信息作为用于加工的数据的一部分，其中该测量镜片的步骤包括一测量步骤，其中使用按照需要在未割边镜片中选择的点作为测量点，测量包括该镜片的棱镜值在内的光学特性；一计算步骤，其中基于在测量步骤中得到的数据，计算出此未割边镜片的包括光学中心位置在内的光学参考点位置，一标记步骤，其中在该测量点处或在关于该测量点的特定相对位置的点处设置标记；一数据处理步骤，其中准备出描述该标记位置与包括光学中心位置在内的光学参考点位置之间关系的相对位置的数据，而且光学参考点位置由计算步骤中得出，以及一存储步骤，其中在数据处理步骤中得到的相对位置数据被按一定方式传送给后一个步骤，使得该数据可以被读出或以一种能够被读出的方式存储在存储介质或记录介质中。
2.如权利要求1所述的加工眼镜片用的方法，其中该加工步骤包括检测未割边镜片上的标记，并测量该标记的位置，读出在存储步骤中所存储的相对位置的数据；基于上面所得到的相对位置和上面所测量的标记位置的数据，确定未割边镜片的包括光学中心位置在内的光学参考点的位置，以及利用上面确定的光学参考点的位置作为参考点，进行为加工而执行的必要处理。
3.一种检片计，包括一用于测量光学特性的部分，其中使用按照需要在镜片中选择的点作为测量点，测量镜片的包括棱镜值在内的光学特性；一用于标记的部分，其中在该测量点处或在相对该测量点的特定相对位置处设置一个标记；以及一信息处理部分，其构成在于实现以下功能计算功能，用于在测量光学特性部分所得到的数据的基础上计算未割边镜片的包括光学中心位置在内的光学参考点的位置；数据处理功能，用于准备出描述该标记的位置与由计算功能得到的包括光学中心位置在内的光学参考点的位置之间的相对位置的数据，以及保存数据的功能，用于将由数据处理功能所得到的相对位置数据传送给后一个步骤，使得该数据可以被读出或以一种能够被读出的方式存储在存储介质或记录介质中。
4.一种用于加工眼镜片的装置，其包括如权利要求3所描述的检片计。
5.用于加工眼镜片的相对位置的数据，如从权利要求3所描述的数据处理功能中得到。
全文摘要
一种加工眼镜片的方法,包括测量眼镜片光学特性和参考位置的镜片测量步骤,和基于所得到的光学信息对镜片加工的步骤。在测量步骤中利用在未割边镜片中选择的位置作为测量位置测量诸如棱镜值等光学特性,从测量结果计算出诸如光学中心等光学参考位置,在所得到的位置处设置标记,该标记位置与光学参考位置间的关系被存储或传送。在加工步骤中检测并确定标记的位置,基于该标记位置和数据确定诸如光学中心位置等参考位置及对镜片加工。
文档编号B24B9/14GK1359019SQ0114355
公开日2002年7月17日 申请日期2001年12月11日 优先权日2000年12月11日
发明者大丸孝司, 寒川正彦 申请人:保谷株式会社