用于確定對象的空間結構的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定對象、尤其是透鏡、例如眼鏡鏡片、眼鏡鏡片毛坯或眼鏡 鏡片半成品的空間結構的方法，所述對象具有第一光學有效面和第二光學有效面。
[0002] 此外，本發(fā)明也涉及一種用于借助這樣的方法確定對象、尤其是透鏡、例如眼鏡鏡 片、眼鏡鏡片毛坯、眼鏡鏡片半成品的空間結構的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003] 透鏡在此可以理解為玻璃體或者塑料體，其具有兩個光學有效的、也即折射光的 面，所述兩個面相互對置。本發(fā)明意義上的透鏡尤其是眼鏡鏡片，其被設計用于在眼鏡架中 使用。術語透鏡在此也延伸到所謂的眼鏡鏡片毛坯，也即通常已預成型的用于制造透鏡的、 在結束表面加工之前的任何一種狀態(tài)中的材料件，以及延伸到具有僅僅一個經光學加工完 成的面的透鏡毛坯形式的所謂半成品。這樣的半成品也稱作眼鏡鏡片半成品。
[0004] 為了確定對象的空間結構，例如已知，在坐標測量機中借助測量探針掃描對象。為 了可以通過該方式點精確地并且以高的精度確定對象的空間結構，需要借助測量探針在對 象的表面上采集盡可能大數目的測量點。
[0005] 因此，為了在眼鏡鏡片制造裝置中對眼鏡鏡片進行質量控制，廣泛地使用以下測 量方法，所述測量方法僅僅在少的位置處測量眼鏡鏡片。為了確定眼鏡鏡片的空間結構和 光學特性，經常借助所謂的后頂點屈光度測量設備檢查眼鏡鏡片，在所述后頂點屈光度測 量設備中以一種布置測量眼鏡鏡片的光學效果，在該布置中利用光透過眼鏡鏡片(透射測 量)。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的任務是，提供一種方法并且提出一種系統(tǒng)，借助其可以在短時間內并且 以高精度確定具有第一和第二光學有效面的對象的空間結構。
[0007] 該任務通過具有權利要求1所述的特征的方法和具有權利要求9所述的特征的系 統(tǒng)來解決。
[0008] 本發(fā)明的有利擴展方案在從屬權利要求中說明。
[0009] 在本發(fā)明的意義上，對象的光學有效面理解為以下面，該面至少部分定向地反射 在可見光譜范圍或者也在不可見光譜范圍中的光束。在本發(fā)明的意義上，光學有效面尤其 理解為眼鏡鏡片的折射光的面。在此應注意，在本發(fā)明的意義上，光學有效的面對于光可以 不僅是透射性的而且是反射性的。
[0010] 根據本發(fā)明，為了確定對象、尤其透鏡，例如眼鏡鏡片、眼鏡鏡片毛坯、眼鏡鏡片半 成品的空間結構一一所述對象具有這樣的第一光學有效面和這樣的第二光學有效面，將所 述對象布置在保持裝置中。在所述保持裝置中，然后在相對于所述保持裝置位置固定的坐 標系中參考、即確定所述第一光學有效面上的至少一個點的位置、優(yōu)選至少三個點的位置 與所述第二光學有效面上的至少一個點的位置、優(yōu)選至少三個點的位置。 toon] 然后，在相對于所述保持裝置參考的坐標系中根據所述第一光學有效面上的至少 一個點的位置、優(yōu)選至少三個點的位置確定所述對象的第一光學有效面的表面形狀。
[0012] 最后，由所述第一光學有效面的表面形狀并且由相對于所述保持裝置的位置固定 的坐標系根據所述第二光學有效面上的至少一個點的位置、優(yōu)選根據所述第二光學有效面 上的至少三個點的位置參考的、關于所述第二光學有效面的表面形狀的數據組計算所述對 象的空間結構。
[0013] 為了確定第一光學有效面的表面形狀，該面的表面形狀例如可以借助表面形狀測 量方法來測量。但也可以的是，為了確定該面的表面形狀而分析具有關于該面的信息的數 據存儲器中的已知數據組。
[0014] 為了通過測量來確定第一光學有效面的表面形狀，例如可以由一個點光源、優(yōu)選 由多個點光源提供光，所述光在第一光學有效面上反射，并且檢測第一亮度分布，所述第一 亮度分布由所述點光源的在所述第一光學有效面上反射的光在圖像傳感器上引起。然后可 以由所述對象的第一光學有效面上的至少一個點的位置、優(yōu)選至少三個點的位置并且由所 檢測的第一亮度分布在相對于保持裝置參考的坐標系中計算第一光學有效面的表面形狀。 然后，由所述第一和第二光學有效面上的至少一個點在相對于保持裝置位置固定的坐標系 中參考的位置、優(yōu)選由至少三個已知點的位置并且由第一光學有效面的所計算的表面形狀 和相對于保持裝置的位置固定的坐標系參考的、關于第二光學有效面的表面形狀的數據組 來計算對象的空間結構。
[0015] 然而應注意的是，對此替代地，該面的表面形狀例如也可以借助基于點或者基于 線的偏折技術、通過在共焦系統(tǒng)、尤其光譜共焦系統(tǒng)中的研究、借助干涉法、尤其借助白光 干涉法、借助在使用可見光的情況下或者在使用倫琴射線的情況下的計算機X光斷層攝影 術（CT )、借助三角測量法或者也以觸覺測量方法，例如在坐標測量機中確定。
[0016] 關于第二光學有效面的表面形狀的數據組例如可以是用于該面的額定數據組或 者也可以是具有關于該面的表面形狀的測量數據的數據組。所述數據組例如也可以借助先 前所述的表面形狀測量方法確定。尤其可以的是，通過以下方式確定相對于位置固定的坐 標系參考的、關于第二光學有效面的表面形狀的數據組，即由多個點光源提供光，所述光在 所述第二光學有效面上反射，其方式是，檢測亮度分布，所述亮度分布由所述點光源的在所 述第二光學有效面上反射的光在圖像傳感器上引起，并且其方式是，由所述對象的第二光 學有效面上的至少一個點的位置、優(yōu)選由至少三個點的位置并且由所檢測的第二亮度分布 在相對于所述保持裝置位置固定的坐標系中計算所述第二光學有效面的表面形狀。
[0017] 點的在坐標系中參考的位置在此如下理解：對于該點，位置在坐標系中的坐標已 知。
[0018] 為了確定對象、尤其眼鏡鏡片、眼鏡鏡片毛坯、眼鏡鏡片半成品的與位置和方向有 關的光學效果一一所述對象具有第一光學有效面和第二光學有效面，借助先前所述方法確 定對象的空間結構并且然后由所確定的空間結構并且尤其在考慮折射率和/或反射特性 的情況下借助射線跟蹤方法計算對象的與位置和方向有關的光學效果、也即其光學傳遞函 數。
[0019] 在此，射線跟蹤方法理解為一種用于確定對象的光學傳遞函數的方法，其中，對于 多個從目標對象出發(fā)并且射到對象上的預給定的光束，基于對象的空間結構和物理特性計 算該光束的偏轉。
[0020] 也可以通過以下方式確定相對于位置固定的坐標系參考的、關于第二光學有效面 的表面形狀的數據組，即由多個點光源提供光，所述光在所述第二光學有效面上反射，其方 式是，檢測第二亮度分布，所述第二亮度分布由所述點光源的在所述第二光學有效面上反 射的光在圖像傳感器上引起，并且其方式是，由所述對象的第二光學有效面上的三個點中 的至少一個點的位置并且由所檢測的第二亮度分布在相對于所述保持裝置位置固定的坐 標系中計算所述第二光學有效面的表面形狀。
[0021 ] 為了在對象固定的坐標系中說明對象的空間結構，優(yōu)選相對于對象固定的坐標系 參考相對于保持裝置位置固定的坐標系。
[0022] 為此，例如通過確定施加在對象上的標記在位置固定的坐標系中的位置可以相對 于對象固定的坐標系參考相對于保持裝置位置固定的坐標系。
[0023] 本發(fā)明的思想也是，通過對象的厚度測量來確定第一光學有效面上的或者第二光 學有效面上的已知點中的至少一個在相對于保持裝置位置固定的坐標系中的位置。本發(fā)明 的思想尤其是，為了參考第一光學有效面上的或者第二光學有效面上的已知點中的至少一 個在相對于保持裝置位置固定的坐標系中的位置，借助間距測量裝置相對于保持裝置測量 對象。然而，為了參考第一光學有效面上的或者第二光學有效面上的已知點中的至少一個 在相對于保持裝置位置固定的坐標系中的位置也可能的是，在所述保持裝置中的球形支座 上的至少一個點處拍攝所述對象。
[0024] 根據本發(fā)明的用于確定對象、尤其透鏡，例如眼鏡鏡片、眼鏡鏡片毛坯、眼鏡鏡片 半成品的空間結構的系統(tǒng)一一所述對象具有第一光學有效面和第二光學有效面一一包含 至少一個用于測量所述對象的第一和/或第二光學有效面的表面形狀和/或梯度和/或曲 率的測量站。所述系統(tǒng)也具有保持裝置用于將所述對象布置在至少一個測量站的拍攝區(qū)域 中，在所述測量站中可以確定所述對象的第一光學有效面上的至少一個點、更好三個點和 所述第二光學有效面上的至少一個點、更好三個點在相對于所述保持裝置位置固定的坐標 系中的位置。在此，在測量站中具有多個點光源，所述多個點光源提供光，所述光在布置在 拍攝區(qū)域中的對象的待測量的光學有效面上反射。所述測量站在此包含用于檢測亮度分布 的至少一個攝像機，所述亮度分布由所述點光源的在待測量的光學有效面上反射的光在圖 像傳感器上引起。測量站的點光源優(yōu)選布置在多面體的罩面上。
[0025] 本發(fā)明的思想也是，在測量站中在攝像機與拍攝區(qū)域之間布置正折射能力或者負 折射能力的光學器件組件，所述光學器件組件用于使點光源的光偏轉到布置在拍攝區(qū)域中 的對象并且將在對象上反射的光輸送給攝像機。
[0026] 保持裝置可以在第一和/或第二光學有效面之外保持待測量的對象或者在第一 和/或第二光學有效面上的至少一個點處、優(yōu)選三個點處支撐待測量的對象。
[0027] 優(yōu)選地，所述保持裝置連同在其中容納的對象在所述測量站中可布置在第一地點 中和不同于所述第一地點的第二地點中，在所述第一地點中所述對象的第一光學有效面指 向所述攝像機，在所述第二地點中所述對象的第一光學有效面背離所述攝像機。
[0028] 所述系統(tǒng)可以包含用于相對于針對所述測量站位置固定的坐標系參考相對