BR102014023171B1 - processo de aquisição e de medida de dados geométricos de um vidro de demonstração adaptado a uma armação de óculos - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE AQUISIÇÃO E DE MEDIDA DE DADOS GEOMÉTRICOS DE UM VIDRO DE DEMONSTRAÇÃO ADAPTADO A UMA ARMAÇÃO DE ÓCULOS A presente invenção trata de um processo de aquisição e de medida de dados geométricos de um vidro de demonstração (7) adaptado a uma armação de óculos (1), em vista da realização de lentes oftálmicas semelhantes a esse vidro de demonstração, do tipo no qual é utilizado um dispositivo (18; 118) de aquisição e de medida de dados geométricos que compreende um suporte transparente (19) adaptado para portar um objeto oftálmico; de um lado do suporte, meios (21) de iluminação desse suporte; do outro lado do suporte, uma câmera de vídeo (24) orientada para o suporte e adaptada oticamente para produzir um sinal de vídeo representativo de pelo menos um padrão associado ao objeto oftálmico colocado sobre o suporte; e meios (25) de análise e de processamento de sinal que recebe na entrada o sinal de vídeo produzido pela câmera, em que o processo é caracterizado pelo fato de que (a) é escolhido um vidro de demonstração (7) que possui um contorno adaptado à armação (1) e duas faces esféricas paralelas; (b) um eixo de armação é traçado (10) sobre o vidro de demonstração; (c) a face convexa (8) do vidro de (...).
Description
[001] A presente invenção trata de um processo de aquisição e de medida de dados geométricos de um vidro de demonstração adaptado a uma armação de óculos, em vista da realização de lentes oftálmicas semelhantes a esse vidro de demonstração, do tipo no qual é utilizado um dispositivo de aquisição e de medida de dados geométricos que compreende: - um suporte transparente adaptado para portar um objeto oftálmico; - de um lado do suporte, meios de iluminação desse suporte; - do outro lado do suporte, uma câmera de vídeo orientada para o suporte e adaptada oticamente para produzir um sinal de vídeo representativo de pelo menos um padrão associado ao objeto oftálmico colocado sobre o suporte; e - meios de análise e de processamento de sinal que recebe na entrada o sinal de vídeo produzido pela câmera.
[002] Esse processo é realizado, em particular, a fim de medir o vidro de demonstração para, de um lado, de colocar um adaptador sobre um bloco bruto de lente oftálmica e, de outro lado, reproduzir o vidro de demonstração, em forma de uma lente oftálmica, usinando esse bloco bruto.
[003] Como é bem conhecido, um adaptador é uma peça que é fixada, por exemplo, por colagem, sobre uma face do bloco bruto de vidro (ou lente) ótico (ou oftálmico) a ser usinado, e que é fixada, em seguida, em uma posição angular predeterminada, sobre um dos meios-eixos porta-bloco bruto do esmerilhador ou outra máquina de usinagem de vidros óticos.
[004] O documento FR-A-2 854 268 descreve um processo do tipo precitado que permite obter dados utilizados para o comando de uma máquina de esmerilação e/ou de perfuração de vidros oftalmológicos com comando digital.
[005] Um vidro de demonstração é um vidro de matéria plástica transparente, não corretivo que tem o contorno, e eventualmente pelo menos uma perfuração ou análogo, típica de um modelo de armação de óculos para a qual será preciso usinar lentes oftálmicas respeitando a forma e a orientação do vidro de demonstração na referida armação.
[006] Um padrão geométrico designará, geralmente, o contorno do objeto, ou das linhas de marcação que posicionam, em particular, o eixo geométrico da armação, mas ele poderá igualmente designar perfurações de fixação ou análogos formados no vidro de apresentação. Outras linhas de marcação podem constituir padrões, em particular linhas de marcação do centro da pupila de um usuário.
[007] A aquisição dos dados relativos a tais padrões geométricos permite comandar uma máquina de esmerilação e/ou de perfuração de lentes com comando digital.
[008] No documento FR-A-2 854 268 precitado, o vidro de demonstração está colocado sobre o suporte com sua face côncava orientada para o suporte. Com certas curvaturas da esfera dessa face e certas formas do contorno do vidro de demonstração, esse vidro assume uma posição de equilíbrio que é desconhecida e que não pode ser avaliada a partir da imagem 2D fornecida pelo dispositivo. Ora, essa posição de equilíbrio afeta diretamente a projeção 2D captada pela câmara e, portanto, a imagem obtida. Em tais situações é, portanto, impossível, a partir da imagem 2D, medir com precisão a forma do contorno para fins de reprodução por uma máquina de usinagem de vidros oftálmicos como um esmerilhador.
[009] A presente invenção tem por finalidade eliminar esse inconveniente fornecendo um processo que permita obter com precisão, em todos os casos, os dados necessários ao posicionamento do adaptador e ao comando da máquina de corte de vidros óticos.
[0010] Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um processo do tipo precitado, caracterizado pelo fato de que: é escolhido um vidro de demonstração que possui um contorno adaptado à armação e duas faces esféricas paralelo; um eixo de armação é traçado sobre o vidro de demonstração; a face convexa do vidro de demonstração é colocada sobre o suporte transparente do dispositivo de aquisição e de medida; dois padrões associados ao vidro de demonstração são fixados, isto é, de um lado, seu contorno, de outro lado, o eixo de armação, e são determinadas as características dimensionais desses dois padrões; e a posição do baricentro do referido contorno é calculada.
[0011] De acordo com outras características desse processo: - o dispositivo de aquisição e de medida compreende um monitor que comporta uma tela, os meios de análise e de processamento de sinal são adaptados para fornecer ao monitor um sinal representativo dos referidos dois padrões e para exibir esses dois padrões na tela, e o referido baricentro é também exibido na tela. - a posição da pupila do portador em relação ao vidro de demonstração é inserida; - essa posição é exibida na tela como imagem de centro ótico; - o centro ótico e o eixo ótico desse bloco bruto são posicionados sobre um bloco bruto de lente oftálmica, se for o caso levando em conta uma correção de eixo requerida para o portador; - pontos que definem uma reta paralela ao eixo da armação são traçados sobre o bloco bruto; - a face côncava do bloco bruto é posicionada sobre o suporte fazendo coincidir o centro ótico que ela porta e a imagem de centro ótico exibida na tela, e posicionando a referida reta alinhada com uma imagem de eixo de armação que aparece na tela; - um adaptador é colocado sobre a face convexa do bloco bruto fazendo o centro do adaptador corresponder com o referido baricentro; - o suporte é uma placa de suporte plana e horizontal; e - o eixo de armação é paralelo à tangente dos dois aros de armação no topo desses aros. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Exemplos não limitativos de realização da presente invenção vão ser agora descritos em relação aos desenhos anexos, nos quais: - as figuras 1A a 1D representam esquematicamente diversos tipos de armações; - a figura 2 representa esquematicamente um bloco bruto de vidro ótico a ser esmerilado; - a figura 3 representa esquematicamente um dispositivo de aquisição e de medida de dados geométricos utilizado no processo de acordo com a presente invenção; - a figura 4 representa esquematicamente uma variante do dispositivo da figura 3; - a figura 5 ilustra as primeiras etapas do processo; e - as figuras 6 e 7 ilustram as etapas ulteriores do processo.
[0012] Foi representada na figura 1A uma armação de óculos 1 que compreende duas hastes 2 e dois aros de armação 3 de forma oval ligados por uma ponte 4. A essa armação 1 está associado um eixo de armação 5 paralelo à tangente 6 dos dois aros 3 no topo desses aros.
[0013] A armação 1 é dotada de dois vidros de demonstração 7, transparentes e não corretivos cuja forma deve ser reproduzida com precisão a partir de um bloco bruto de vidro ótico a fim de constituir um par de óculos.
[0014] Cada vidro 7 comporta duas faces esféricas paralelas, isto é, uma face anterior convexa 8 e uma face posterior côncava 9 (figura 5), e porta sobre uma de suas faces um traço 10 que se estende ao longo do eixo de armação 5.
[0015] As figuras 1B a 1D, em que as hastes 2 não estão representadas, ilustram outros tipos de armações: - figura 1B: os ovais dos dois aros 3 são divergentes em forma de “olhos de gato”, de forma que seus eixos medianos 11 não sejam paralelos ao eixo de armação 5, mas formem um eixo com ele. - Figura 1C: os aros 3 são em forma de triângulo retângulo, com seu lado maior 12 no prolongamento um do outro. A tangente 6 passa, assim, pelos dois lados 12. - Figura 1D: os aros 3 são análogos aos da figura 1C, mas seus lados maiores superiores 12 divergem e não são, portanto, paralelos ao eixo de armação 5. A tangente 6 passa, assim, pelos cantos superiores externos 13 dos dois aros 3.
[0016] A figura 2 representa esquematicamente um bloco bruto de vidro ótico circular 14 destinado a ser transformado por esmerilação em um vidro ótico que se adapte perfeitamente na armação 1 escolhida. O centro ótico CO do bloco bruto é geralmente vizinho do centro de seu contorno circular, e foi representado nesse centro na figura 2.
[0017] Por meio de um frontofocômetro, o opticista posiciona o eixo ótico AO da lente em função da receita. Ele também marca e representa sobre a lente, por meio de um ponto CO colocado no centro ótico e de dois pontos 15, 16 situados de cada lado do ponto CO, um eixo 17 que passa pelo ponto CO e paralelo ao eixo de armação 5, e esse eixo 17 e o eixo ótico AO formam um ângulo α prescrito. Dependendo do caso, o ângulo α pode ser igual a zero ou ser positivo como representado na figura 2.
[0018] A figura 3 representa um dispositivo de aquisição e de medida 18, que pode, em particular, ser tal como que descrito no documento FR-A- 2 854 268 precitado.
[0019] O dispositivo 18 compreende um suporte, em particular uma placa de suporte, plano e horizontal transparente 19 sobre a qual podem ser colocados sucessivamente um vidro de apresentação 7 e um bloco bruto 14.
[0020] Sob a placa de suporte 19 está disposta, paralelamente, uma tela de projeção plana 20, que pode ser, em particular, constituída de uma placa de vidro despolido ou de uma folha de material translucide, do tipo decalque. Meios 21 de iluminação do objeto analisado estão dispostos acima da placa-suporte 19, de forma a iluminar a totalidade do objeto 7 ou 14 e a projetar uma sombra do objeto na tela de projeção 20, através da placa suporte 19. Esses meios de iluminação 21 são essencialmente constituídos de uma fonte luminosa 22, por exemplo, uma LED, e de um conjunto ótico ou colimador 23, em geral formado de um conjunto de lentes. Esse conjunto 23 se destina a canalizar a radiação luminosa emitida pela fonte, e a assegurar um iluminação regular do objeto 7 ou 14 com raios luminosos verticais.
[0021] A imagem do objeto formada na tela de projeção 20, a qual imagem é de fato a sombra do objeto sobre essa tela, é observada por uma câmera de vídeo matricial 24 ligada a uma unidade de análise de imagem e de processamento de sinal 25, que está por sua vez ligada a um monitor 26. Essa unidade 25 é apropriada para determinar as características dimensionais dos padrões captados pela câmera, de modo conhecido em si. O monitor 26 compreende uma tela de exibição 27 e um painel 28 de comando e de regulagem da exibição.
[0022] O dispositivo compreende, ainda, meios de programação 29 ligados, de um lado, à unidade de análise e de processamento 25 e, de outro lado, a uma unidade de comando 30 do esmerilhador 31.
[0023] Como descrito no documento FR-A-2 854 268 precitado, a unidade de análise e de processamento 25 pode compreender meios de correção de imagem para levar em conta a distorção dos pixels em função da distância ao eixo central vertical X-X da câmera 24 e dos meios de iluminação 21.
[0024] O dispositivo de aquisição e de medida 118 representado na figura 4 só esfera do dispositivo 18 da figura 3 que pela interversão da posição dos meios de iluminação 21 e da câmera 24.
[0025] De fato, os meios de iluminação 21 são constituídos por um difusor plano e horizontal 32 disposto sob o suporte 19, no lugar da tela 20 da figura 3, ao passo que a câmera 24 está disposta acima do colimador 23, olhando para baixo ao longo do eixo X-X. Nesse caso, é a imagem do objeto colocado sobre o suporte 19 que é captada pela câmera, e não mais sua sombra sobre uma tela como é ocaso com o dispositivo da figura 3.
[0026] Será descrito agora, em relação às figuras 5 a 7, o posicionamento do bloco bruto 14 da figura 2 sobre o suporte 19 do dispositivo da figura 3 e do dispositivo da figura 4.
[0027] O vidro de demonstração 7, suposto adaptado à armação da figura 1D, é, primeiramente, colocado sobre o suporte 19, com sua face convexa 8 voltada para baixo. Será suposto que o ângulo α prescrito (figura 2) é nulo, mas pode-se perceber que o processo descrito se adapta de forma simples ao caso em que o ângulo α é positivo.
[0028] Como o vidro é esférico, ele encontra uma posição de equilíbrio estável determinada por seu contorno, no qual a face 8 possui um ponto de contato 33 único com o suporte 19.
[0029] Sendo a espessura do vidro constante e a matéria homogênea, o vidro 7 encontra sua posição de equilíbrio quando o centro de gravidade G do vidro estiver na vertical do ponto de contato 33.
[0030] Além disso: - se considerarmos um eixo vertical Z-Z perpendicular ao plano de pose e que passa pelo centro de gravidade G e o ponto de contato 33, esse eixo passa pelo baricentro B da forma 2D, identificada pela referência 34, constituída pela projeção do vidro 7 sobre o suporte 19 e na tela 20; - o eixo Z-Z sendo paralelo ao eixo de visada da câmera, nessa posição de equilíbrio do vidro, o contorno do vidro sobre a imagem 34 tem seu perímetro máximo.
[0031] Por processamento da imagem captada pela câmera 24, é determinado o contorno do vidro e o baricentro B, bem como a imagem 10I do traço 10, e a imagem do vidro de demonstração é posicionada na tela 27, em relação a uma referência ortonormal X-X’, Y-Y’ de origem O (figura 6), de modo que o baricentro B coincida com o ponto O e que o traço 10I seja paralelo ao eixo X-X’.
[0032] O opticista coloca então na tela a imagem COI do centro ótico CO do bloco bruto 14 nessa referência ortonormal em função da posição da pupila do portador. Para fazer isso, a título de exemplo, ele pode inserir a meia- distância pupilar (PD, distância entre as duas pupilas, /2) e a distância H entre a pupila e a parte inferir da armação perpendicular à pupila.
[0033] Como ilustrado na figura 7, o opticista coloca, em seguida, a face côncava do bloco bruto 14 sobre o suporte 19. A imagem do bloco bruto é integrada na tela e se superpõe às informações anteriormente descritas, isto é, o contorno do vidro de apresentação orientado em relação ao eixo da armação. Dessa maneira, o opticista posiciona o bloco bruto 14 de forma que seu centro ótico CO coincida com o ponto COI e que a reta 17 esteja paralela ou alinhada ao traço 10I. Se α = 0, o eixo ótico AO é igualmente confundido com o traço 10I.
[0034] O adaptador 35 pode, finalmente, ser fixado, por exemplo, colado, sobre a face superior convexa do bloco bruto.
[0035] O centro do adaptador deve ser posicionado de forma a corresponder ao ponto O, que corresponde por sua vez ao baricentro B da forma 2D do vidro de demonstração. O eixo de suporte do adaptador é, então, perfeitamente perpendicular à superfície da tela, e sua orientação angular é, de forma clássica, tornada paralela ao eixo 10I.
[0036] Finalmente, é obtido em todos os casos um posicionamento muito preciso do adaptador bem como comando muito preciso da máquina de usinagem.
[0037] Em uma variante, o dispositivo 18, 118 não comporta um monitor 26. Os dados gerados pela unidade 25 são transferidos para um dispositivo separado, chamado “bloqueador”, de colocação do adaptador.
[0038] Para uma lente que comporta pelo menos uma superfície cilíndrica ou uma superfície tórica, o eixo ótico está alinhado respectivamente com uma geratriz do cilindro ou com as geratrizes de raio R ou r de um toro, definindo a superfície cilíndrica ou tórica da lente. Geralmente, o eixo ótico passa sempre em um plano que contém o centro ótico da lente, com exceção dos casos em que a lente comporta uma superfície cilíndrica em combinação com uma superfície plana. A posição e a orientação do eixo ótico de uma lente são determinadas de modo conhecido por meio de um frontofocômetro.
Claims (3)
1. PROCESSO DE AQUISIÇÃO E DE MEDIDA DE DADOS GEOMÉTRICOS DE UM VIDRO DE DEMONSTRAÇÃO (7) ADAPTADO A UMA ARMAÇÃO DE ÓCULOS (1), a armação de óculos (1) compreendendo duas hastes (2) e dois aros de armação (3) de forma oval ligados por uma ponte (4) em vista da realização de lentes oftálmicas semelhantes a esse vidro de demonstração, do tipo no qual é utilizado um dispositivo (18; 118) de aquisição e de medida de dados geométricos que compreende: (a) um suporte transparente (19) adaptado para portar um objeto oftálmico; (b) de um lado do suporte, meios (21) de iluminação desse suporte; (c) do outro lado do suporte, uma câmera de vídeo (24) orientada para o suporte e adaptada oticamente para produzir um sinal de vídeo representativo de pelo menos um padrão associado ao objeto oftálmico colocado sobre o suporte; e (d) meios (25) de análise e de processamento de sinal que recebe na entrada o sinal de vídeo produzido pela câmera, em que o processo é caracterizado por compreender as etapas de: (e) ser escolhido um vidro de demonstração (7) que possui um contorno adaptado à armação (1) e duas faces esféricas paralelas; (f) um eixo de armação ser traçado (10) sobre o vidro de demonstração, o eixo de armação (10) sendo paralelo à tangente (6) dos aros de armação (3) no topo dos aros de armação (3); (g) a face convexa (8) do vidro de demonstração (7) ser colocada no suporte transparente (19) do dispositivo de aquisição e de medida (18); (h) dois padrões associados ao vidro de demonstração serem fixados, a saber, de um lado, seu contorno, do outro lado, o eixo de armação (10), e serem determinadas as características dimensionais desses dois padrões; e (i) ser calculada a posição do baricentro (B) do referido contorno.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo de aquisição e de medida compreender um monitor (26) que comporta uma tela (27), e em que os meios (25) de análise e de processamento de sinal são adaptados para fornecer ao monitor (26) um sinal representativo dos referidos dois padrões e para exibir esses dois padrões na tela (27), e em que o referido baricentro (B) é também exibido na tela.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por: - a posição da pupila do portador em relação ao vidro de demonstração ser fixada; - essa posição ser exibida na tela (27) como imagem de centro ótico (COI); - serem posicionados sobre um bloco bruto (14) de lente oftálmica para uma lente comportando pelo menos uma superfície cilíndrica ou uma superfície tórica, o centro ótico (CO) e o eixo ótico (AO) desse bloco bruto, se for o caso, levando em conta uma correção de eixo requerida para o portador; - pontos (15, CO, 16) que definem uma reta (17) paralela ao eixo (10) da armação serem traçados sobre o bloco bruto; - a face côncava do bloco bruto (14) ser posicionada sobre o suporte (19) fazendo coincidir o centro ótico (CO) que ela porta e a imagem de centro ótico (COI) exibida na tela, e posicionando a referida reta (17) alinhada ou paralela com uma imagem de eixo de armação (10I) que aparece na tela (27); e - um adaptador ser colocado (35) sobre a face convexa do bloco bruto fazendo o centro do adaptador corresponder com o referido baricentro (B).
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