Brevet FR2713758A1 — publié le 19950616

La présente invention concerne un appareil pour relever automatiquement la forme et/ou le profil du contour interne d'un cercle de monture de lunettes. La réalisation de paires de lunettes de correction selon un processus automatisé nécessite de pouvoir effectuer avec précision et de manière automatique le meulage des verres qui équipent ces lunettes à l'aide d'une machine de meulage commandée à partir de données qui incluent notamment les paramètres géométriques permettant d'aboutir à une définition exacte de la forme et du profil du contour extérieur des verres. Ces paramètres dépendent d'une part des paramètres physiologiques de l'utilisateur de la paire de lunettes, tels que notamment son écart pupillaire et la position de son oeil par rapport au verre et, d'autre part, de la forme et/ou du profil du contour interne du cercle de monture de lunettes qui recevra le verre. On a déjà proposé de nombreux procédés et dispositifs permettant de relever automatiquement ces derniers paramètres. On constate toutefois que tous les dispositifs utilisés à ce jour ne permettent pas d'obtenir une précision suffisante du relevé ni une définition suffisamment fine, et ceci notamment du fait de l'utilisation de palpeurs mécaniques qui ne sont que rarement parfaitement adaptés au profil du contour interne du cercle qu'ils explorent ainsi qu'à un balayage angulaire complet de ce contour interne. Afin de remédier à ces inconvénients, la demande de brevet français nO 9109595 propose un appareil du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il ne comporte aucun dispositif d'exploration par contact du contour interne, et en ce qu'il comporte des moyens optiques pour capter l'image de points caractéristiques du contour interne, des moyens d'analyse des images captées pour déterminer les coordonnées spatiales des points caractéristiques et des moyens de calcul pour reconstituer la forme et/ou le profil du contour du cercle de monture à partir desdites coordonnées spatiales, les moyens pour capter l'image comportant au moins une source d'éclairement du contour interne du cercle de monture qui produit un faisceau lumineux parallèle plan qui s'étend selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan général du cercle de monture et des moyens d'enregistrement optique des rayons du faisceau incident réfléchis par lesdits points caractéristiques. La présente invention a pour but de proposer un nouvel appareil du type sans contact et faisant appel à des moyens optiques mais dont la conception permette une mesure spatiale plus précise du contour du cercle de monture. Dans ce but, l'invention propose un appareil du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse produisant un faisceau lumineux cohérent dont l'impact sur le contour interne de la monture est sensiblement ponctuel, en ce qu'il comporte des moyens pour commander des déplacements du faisceau par rapport au cercle de monture, et en ce que lesdits moyens d'analyse et de calcul reconstituent le profil du contour du cercle de monture par triangulation optique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse qui émet un faisceau LASER selon une direction sensiblement parallèle au plan général du cercle de monture, un capteur optique plan constitué par une matrice d'éléments photosensibles; - l'appareil comporte un bâti qui définit un plan horizontal de référence par rapport auquel le plan du cercle de monture est sensiblement parallèle, en ce qu'il comporte des moyens pour commander et mesurer les déplacements du faisceau lumineux selon une direction verticale perpendiculaire au plan de référence, et en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer un balayage du contour interne du cercle de monture par déplacement relatif de ce dernier par rapport au faisceau lumineux et pour mesurer lesdits déplacements relatifs; - lesdits moyens de balayage comportent un porte-monture entraîné en rotation autour d'un axe vertical perpendiculaire au plan de référence et des moyens de commande pour entrainer le porte-monture en rotation pas-à-pas; - l'appareil comporte une tête émettrice et de mesure comportant une source lumineuse qui émet un faisceau laser selon une direction verticale perpendiculaire au plan de référence, un miroir de renvoi qui réfléchit le faisceau émis par la source laser selon une direction sensiblement parallèle au plan de référence, et le capteur optique et en ce que la tête est montée mobile par rapport au bâti axialement selon la direction verticale; et - l'axe du faisceau émis coincide avec l'axe de rotation du porte-monture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un porte-monture faisant partie de l'appareil selon 1' invention; - la figure 2 est une vue en section selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant les moyens d'entraînement en rotation du porte-monture, la disposition de la tête émettrice et de mesure, ainsi que différents autres composants de l'appareil selon l'invention; - la figure 4 est une vue schématique en section axiale d'un exemple de réalisation de la tête émettrice et de mesure; - la figure 5 est une vue de dessus de la tête illustrée sur la figure 4; et - la figure 6 est un schéma illustrant le principe de mesure par triangulation. On reconnaît aux figures 1 et 2 un portemonture 10 qui comporte des mâchoires mobiles 12 qui ont pour fonction d'immobiliser dans une position de lecture déterminée une monture de lunettes 14. La monture 14 comporte deux cercles de monture 16 dont on veut pouvoir relever de manière automatique la forme et le profil du contour interne. A cet effet, la monture 14 est positionnée dans le porte-monture 10 de la manière illustrée à la figure 2 selon laquelle le plan général P du cercle de monture dont on veut effectuer le relevé, le cercle de droite en considérant les figures 1 et 2, est parallèle au plan de base de référence B du porte-monture. Dans l'exemple illustré à la figure 5, le cercle de monture 16 présente en section un profil 18 en forme de V. Le V comporte deux branches 20 et 22 qui, en section transversale comme cela est illustré à la figure 4, se rejoignent en un point A constituant le fond du profil interne 18, également appelé drageoir, du cercle de monture. Par rapport au plan de base, ou plan de référence, B, le point A du fond du drageoir en V est situé à une cote verticale h. De même, comme cela est schématisé sur la figure 1, le point A caractéristique est situé à un rayon R d'un axe X-X qui est perpendiculaire au plan de référence B et qui constitue l'axe de rotation du cercle de monture 16 lorsqu'on désire en effectuer le relevé. De par la conception courante des cercles de monture de lunettes, la bissectrice de l'angle d'ouverture du profil en V est sensiblement parallèle au plan général P du cercle de monture et donc au plan de référence B. La connaissance des paramètres géométriques de forme et de profil du contour interne du cercle de monture 16 nécessite de connaître, pour une série de sections transversales du cercle de monture 16 qui sont chacune associées à une valeur d'angle a, de connaître au moins la valeur des paramètres H et R. L'ensemble de ces valeurs doit être connu pour une série de sections qui sont réparties régulièrement autour de l'axe X-X afin de constituer un fichier de coordonnées spatiales de points caractéristiques du contour interne du cercle de monture 16 qui puissent ensuite être exploités, par des moyens de calcul connus, pour reconstituer la forme et/ou le profil du contour interne du cercle de monture afin de permettre le meulage le plus exact possible d'un verre. Le verre possède un contour en biseau en saillie en forme de V dont l'angle d'ouverture est réalisé par meulage. La position latérale exacte du biseau qui doit être réalisé sur le contour externe de l'ébauche du verre est obtenue de manière précise à l'aide des paramètres a, R et h. Conformément à l'invention, le relevé du contour du profil interne du cercle de mesure est réalisé sans contact à l'aide de moyens photoélectriques. A cet effet, l'appareil comporte une tête émettrice et de mesure 30 qui est montée coulissante verticalement parallèlement à l'axe X-X par rapport au bâti 33 de l'appareil. La tête 30 comporte un corps 40 qui contient une source 42 qui émet un faisceau laser FE selon l'axe X-X. Le corps 40 porte un miroir 42 qui réfléchit le faisceau émis FE en un faisceau réfléchi FR sensiblement perpendiculaire au faisceau FE. La position angulaire du miroir 42 est réglable. La tête 30 comporte également une lentille 44 de focalisation des faisceaux de mesure FM réfléchis par le profil du contour interne 18 du cercle de monture. La tête est de très petite dimension, par exemple inférieure à 18 mm en diamètre à sa partie supérieure pour pénétrer dans le cercle de monture. La tête comporte enfin un capteur du type CCD46 qui reçoit les faisceaux de mesure réfléchis FM qui est sensiblement parallèle à l'axe X-X et qui est décalé latéralement. Le capteur 46 est une matrice d'éléments photosensibles adjacents, également appelés pixels. Conformément au principe de mesure par triangulation schématisé sur la figure 6, selon que le fond du drageoir est en A ou en A-, il a une image I ou I- sur la barrette de CCD 46, la connaissance de la position I ou I permettant de calculer directement le rayon R associé au point A ou A-. La connaissance de R ainsi mesurée associée à la valeur de l'angle a et de h permet de déterminer les coordonnées spatiales polaires du point A considéré. La mesure de h s'effectue par balayage vertical d'une section du drageoir. A cet effet la tête 30 est commandée en déplacements verticaux de balayage par un moteur 50. Ces déplacements sont mesurés par un capteur 52 schématisé sur la figure 3. On a illustré à la figure 3 des moyens 32 d'entraînement en rotation pas-à-pas du porte-monture 10, ainsi que des moyens 34 et 36 qui permettent de connaître de manière précise la position angulaire a du cercle de monture 16 par rapport à l'axe de rotation X-X. Les moyens 34 et 36 sont par exemple constitués par un disque de codage optique 36 et par des capteurs 34. Les moyens 30, 34, 36 et 52 sont bien entendu reliés à des moyens (non représentés) qui permettent d'enregistrer pour chaque position angulaire du cercle de monture, l'image réfléchie captée par les moyens 3046, puis d'analyser ces images pour les convertir en une série de signaux numériques qui sont ensuite analysés et traités par calcul à l'aide de moyens informatisés d'un type connu qui n'ont pas été illustrés sur les figures. La précision souhaitée de +0,025 mm pour la mesure de R nécessite, pour une cote d'environ 36 mm, de disposer d'une barrette d'au moins 1440 pixels ou éléments photosensibles adjacents. Cette précision est suffisante pour la mesure de h avec +0,05 mm sur une plage d'environ 20 mm, soit au moins 400 pixels. Le pas du balayage angulaire pour la mesure de l'angle cx est choisi étant égal à 3600/1024, soit 1024 points de mesure. Un processus de relevé s'effectue en effectuant un balayage vertical complet sur environ 20 mm pour déterminer la cote du premier point A. Pour chaque point suivant décalé de 3600/1024, on effectue seulement un balayage vertical de +1 mm de part et d'autre de la position verticale associée au point vertical relevé précédemment. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Pour chaque position angulaire, il est bien entendu possible de relever une série de points caractéristiques comme cela est expliqué dans la demande de brevet français nO 9109595. REVENDICATIONS 1. Appareil pour relever automatiquement la forme et/ou le profil du contour interne (18) d'un cercle (16) de monture (14) de lunettes du type comportant des moyens optiques (30) pour capter l'image de points caractéristiques (A) du contour interne, des moyens d'analyse (46) des images captées pour déterminer les coordonnées spatiales des points caractéristiques et des moyens de calcul pour reconstituer la forme et/ou le profil du contour du cercle de monture à partir desdites coordonnées spatiales, caractérisé en ce que lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse (42) produisant un faisceau lumineux cohérent (FR) dont l'impact sur le contour interne (18) de la monture est sensiblement ponctuel, en ce qu'il comporte des moyens pour commander des déplacements du faisceau (FR) par rapport au cercle de monture, et en ce que lesdits moyens d'analyse et de calcul reconstituent le profil du contour du cercle de monture par triangulation optique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour capter l'image comportent une source lumineuse qui émet un faisceau LASER (FE, FR) selon une direction sensiblement parallèle au plan général (P) du cercle de monture, et un capteur optique plan (46) constitué par une matrice d'éléments photosensibles. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un bâti (33) qui définit un plan horizontal de référence (B) par rapport auquel le plan (P) du cercle de monture est sensiblement parallèle, en ce qu'il comporte des moyens (50, 52) pour commander et mesurer les déplacements du faisceau lumineux selon une direction verticale (X-Xr perpendiculaire au plan de référence, et en ce qu'il comporte des moyens pour effectuer un balayage du contour interne du cercle de monture par déplacement relatif de ce dernier par rapport au faisceau lumineux (FR) et pour mesurer lesdits déplacements relatifs. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de balayage comportent un porte-monture (10) entraîné en rotation autour d'un axe vertical (X-X) perpendiculaire au plan de référence (B) et des moyens de commande pour entraîner le porte-monture en rotation pas-à-pas. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une tête émettrice et de mesure (30) comportant une source lumineuse (42) qui émet un faisceau laser (FE) selon une direction verticale (X-X) perpendiculaire au plan de référence (B), un miroir (42) de renvoi qui réfléchit le faisceau émis (FE) par la source laser selon une direction (FR) sensiblement parallèle au plan de référence (B), et le capteur optique (46), et en ce que la tête est montée mobile axialement par rapport au bâti (33) selon la direction verticale. 6. Appareil selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe du faisceau émis (FE) coincide avec l'axe de rotation (X-X) du porte-monture.