Brevet FR2838512A1 — publié le 20031017

connecteur male (30). L'invention a trait à la fabrication des lentilles ophtalmiques. Dans la fabrication des lentilies ophtalmiques, on forme une lentille finie à partir d'une ébauche à tranche cylindrique dont les faces brutes, obtenues par moulage ou par usinage, sont surfacées, c'est-à-dire qu'elles sont successivement doucies et polies. En pratique, les faces sont surfacoes l'une après l'autre. Une ébauche de lentil le dont l 'u ne des faces seu lement est finie, c'est-à-d i re s u rfacée, est appelée ébauche semi-finie. Pour procéder au surfaçage de la deuxième face, on fixe sur la face finie de l'ébauche semi-finie un bloc de préhension dont le positionnement doit être précis car en dépendent les valeurs de prisme et d'axe de la lentille finie. On rappelle que le prisme, qui est généralement un prisme de prescription mesuré en dioptries et déterminé par l'ophtalmologue, consiste en un basculement de la deuxième face par rapport à la première, tandis que l'axe consiste en une rotation de la deuxième face par rapport à la première, autour de l'axe optique de la lentille. Généralement, la pose du bloc de préhension consiste à positionner l'ébauche sur une begue d'appui fixe et à fixer le bloc de préhension sur la face finie suivant une orientation prédéterminée par rapport à celle-ci. Pour que cette orientation soit précise, I'on souhaite conna^'tre au préalable la topographie de la face finie. Par a illeu rs, si lors du position nement de la lentil le sur la bog ue sa face finie doit être suffisamment éloignée du bloc de préhension pour ne pas le heurter, elle doit lui être assez proche pour que l'ensemble bloc + lentille soit, in fine, suffisamment rigide. La distance entre la face finie de la lentille et le bloc de préhension dépend de la forme de cette face et des dimensions de la bague et du bloc de préhension. Pour cette raison également, I'on souhaite conna^'tre la topographie de la face finie, afin qu'il soit possible de sélectionner une bague eVou un bloc de préhension qui conviennent. A cet effet, I'invention propose, selon un premier aspect, un procédé pour déterminer la topographie d'une surface optique d'une lentille ophtalmique, qui comporte les opérations consistant à: - éclairer ladite surface au moyen d'un faisceau lumineux plan pour y former une tache lumineuse linéaire, - balayer ladite surface au moyen dudit faisceau lumineux, - relever conjointement, sur des moyens de réception optique, la forme et les positions successives d'une image de ladite tache, déterminer à partir des relevés effectués la topographie de ladite surface 1 0 optique. L'invention propose également, selon un deuxième aspect, un dispositif pour déterminer la topographie d'une surface optique d'une lentiile ophtalmique, qui comporte: - une source lumineuse disposée en regard de ladite surface et agencée pour produire un faisceau lumineux plan formant sur ladite surface une tache lumineuse linéaire, - des moyens pour déplacer ladite source par rapport à ladite lentille ou réciproquement, des moyens de réception optique pointés vers ladite surface optique, - des moyens pour déterminer la topographie de la surface optique à partir des positions successives de l'image sur les moyens de réception optique, reliés aux dits moyens de réception optique. Ce procédé, respectivement ce dispositif, permettent de déterminer de manière très précise la topographie de la surface optique. 11 permettent notamment d'accélérer et d'améliorer la qualité de la pose d'un bloc de préhension sur la surface optique, au bénéfice de la productivité et des qualités optiques des lentilles finies. Selon un premier mode de réalisation, le dispositif comporte un support pour la lentille, susceptible d'être entrané en rotation autour d'un axe fixe par rapport à la source lumineuse, de sorte que, pour balayer la surface optique, on entrane la lentille en rotation autour de cet axe. La source lumineuse est. par exemple, agencée pour que le faisceau lumineux présente une bissectrice confondue avec l'axe de rotation de la lentille. En variante, la source lumineuse est mobile par rapport à la lentille. Ainsi, selon un deuxième mode de réalisation, la source lumineuse est déplaçable en translation suivant une direction perpendiculaire au plan du faisceau qu'elle produit, de sorte que, pour balayer la surface optique, on déplace le faisceau par rapport à la lentille en translation suivant cette direction. Et, selon un troisième mode de réalisation, la source lumineuse est montée pivotante autour d'un axe fixe par rapport à la lentille, perpendiculaire à la bissectrice du faisceau lumineux qu'elle génère et qui s'étend dans le plan de celui-ci, de sorte que, pour balayer la surface optique, on fait pivoter le faisceau autour de cet axe. Pour déterminer la topographie de la surface optique, on calcule, de préférence par triangulation, à partir de la position sur les moyens de réception optique de chaque point de l'image, la distance du point réel correspondant de la tache lumineuse à un axe prédéterminé fixe et la coordonnée de ce point réel suivant cet axe. Selon un mode de réalisation, les moyens de réception optique présentent un axe de pointage formant avec la bissectrice du faisceau lumineux un angle constant, non nul. Les moyens de réception optique sont par exemple écartés du plan du faisceau lumineux. La source lumineuse est. de préférence, agencée pour produire un faisceau lumineux cohérent. Il s'agit par exemple d'un laser. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appara^tront à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'élévation en coupe illustrant une begue d'appui sur laquelle est positionnée une ébauche semi-finie de lentille opUtalmique, et un arbre mobile assurant le positionnement d'un bloc de préhension par rapport à la lentille en vue de sa pose sur celleci; la figure 2 est une vue d'élévation en plan représentant un ensemble formé d'une ébauche semi-finie de lentille ophtalmique et d'un bloc de préhension posé sur la face finie de l'ébauche; - la figure 3 est une vue de face, en plan, d'une surface optique finie d'une lentille ophtalmique, sur laquelle sont tracées les lignes isohypses; - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif de détermination de la topographie d'une surface optique d'une lentille ophtalmique, qui comporte une source lumineuse disposoe en regard de la surface optique et qui produit un faisceau lumineux formant sur la surface optique une tache lumineuse linéaire, ainsi que des moyens de réception optique pointés vers la surface optique pour relever la forme et les positions successives de la tache lumineuse; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, sur laquelle la source lumineuse, déplaçable en translation, est représentée, en traits continus, dans une première position et, en traits interrompus, dans une deuxième position écartée de la première; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4, sur laquelle la source lumineuse, montée pivotante, est représentée dans une position inclinée; - la figure 7 est une vue en coupe partielle de la lentille de la figure 5 suivant le plan VII-VII représenté sur cette flgure; pour des raisons de commodité, on a fait appara^'tre sur cette figure les moyens de réception optique; - la figure 8 est une vue schématique illustrant l'écran des moyens de réception optique, sur lequel sont représentées plusieurs images successives de la tache lumineuse formée sur la lentille de la figure 5, dont une est représentée en trait continu tandis que les autres sont représentées en traits interrompus; - la figure 9 est une vue schématique analogue à la figure 8, o apparaissent plusieurs images successives de la tache formée sur la lentille de la figure 6. Sur la figure 1 est représentée une ébauche 1 semi-finie de lentille ophtalmique présentant deux surfaces optiques opposées, à savoir une face avant 2, convexe, et une face arrière 3, concave, reliées par une tranche 4 cylindrique. Dans ce qui suit, on appelle "lentille" I'ébauche semifinie, pour d'évidentes raisons de commodité. 11 est supposé - ce qui correspond généralement à la pratique - que la face avant 2 est finie, c'est-à-dire qu'elle a subi un surfaçage (un doucissage eVou un polissage) tandis que la face arrière 3 est brute de moulage ou d'usinage. Sur la figure 1 est également partiellement représenté un appareil de blocage 5 pour la fixation sur la lentille 1 d'un bloc de préhension 6 destiné à être lui-même rapporté sur la broche d'une machine de finition (non représentée) pour le surfaçage de la face brute 3. La topographie, c'est-à-dire la forme tridimensionnelle, de la face finie 2, est quelconque (sphérique, asphérique, torique, atorique, etc). Par exemple, la face finie 2 est à courbure progressivement variable, comme le suggère, sur la figure 3, la forme des lignes isohypses. L'appareil de blocage 5 comporte, d'une part, une beque d'appui 7 sur laquelle est positionnée la lentille 1 et, d'autre part, un arbre 8, mobile en basculement par rapport à la bague 7, qui est destiné à assurer le position nement précis d u bloc de préhension 6 sur la lentil le 1 par fixatio n de ce dernier sur sa face finie 2. Lorsque la lentille 1 est positionnée sur la bague 7 avec sa face finie 2 en regard de l'arbre 8 de positionnement, il est important que la distance séparant la face finie 2 de l'extrémité de l'arbre 8 en regard soit maintenue dans un intervalle prédéterminé choisi de manière que le bloc de préhension 6 soit, à la fois, assez éloigné de la lentille 1 pour éviter tout contact avec elle et ainsi éviter tout choc en permettant l'insertion entre le bloc 6 et la lentille 1 d'un matériau à bas point de fusion tel qu'une cire ou un alliage métallique à base d'étain, destiné, en refroidissant, à former une interface entre le bloc de préhension 6 et la lentille 1, et assez proche de la lentille 1 pour que l'interface soit suffisamment rigide afin de présenter une tenue suffisante, notamment en torsion, lors de l'opération de finition de la face brute 3. Pa r ail leurs, lors d u position nement de la lenti l le 1 su r la bag ue 7, il peut se produire un basculement de la lentille 1 induisant l'apparition d'un prisme incontrôlé qui peut entraner des erreurs dans l'orientation de l'arbre 8 par rapport à la lentille 1, alors que l'on souhaite précisément s'affranchir de telles erreurs afin de conférer à la lentille 1 les propriétés optiques prescrites par l'ophtalmologue. Pour ces raisons, I'on souhaite déterminer par avance la topographie de la face finie 2 de la lentille 1, ce qui permettra, non seulement de contrôler et éventuellement corriger le prisme de positionnement, mais également de sélectionner une bague d'appui 7 et un bloc de préhension 6 adéquats, permettant de satisfaire les conditions édictées ci-dessus quant au positionnement relatif de la lentille 1 et du bloc de préhension 6. C'est pourquoi il est prévu un dispositif 9 pour la détermination de la topographie d'une surface optique de la lentille 1, en l'occurrence de sa face finie 2, qui comprend une source lumineuse 10, disposée en regard de cette face finie 2, et produisant un faisceau lumineux 11 plan s'étendant à l'intérieur d'un secteur angulaire présentant une bissectrice 12 et dirigé vers la face finie 2 pour y former une tache lumineuse 13 linéaire. Précisons que cette tache 13 est rendue visibie par un phénomène de diffusion à l'impact du faisceau lumineux 11 sur la face 2, du fait de la rugosité de celle-ci. Cette source lumineuse 10 est. de préférence, un laser, choisi pour sa précision, le faisceau lumineux 11 produit étant alors cohérent. Par ailleurs, la source lumineuse 10 est agencée de manière que le faisceau 11 soit, à hauteur de la lentille 1, au moins aussi large que celle-ci afin que ia tache lumineuse 13 s'étende à ses deux extrémités jusqu'à la tranche 4. L'on veillera par exemple à faire déborder le faisceau 11 de la lentille 1, de part et d'autre de celle-ci. A cette fin, I'on pourra régler la distance de la source lumineuse 10 à la lentille 1 et l'ouverture angulaire du faisceau 11. Le faisceau 11 est par exemple obtenu au moyen d'une source lumineuse produisant faisceau lumineux rectiligne, devant laquelle est disposée une lentille d'étalement 14 réglable pour faire varier l'ouverture angulaire du faisceau lumineux plan 11 obtenu. Le dispositif 9 comporte en outre des moyens de réception optique 15 pointés vers la face finie 2, sous la forme d'une caméra munie d'un objectif 16 et d'un écran 17 sur lequel se forme une image 18 linéaire de la tache lumineuse, et à laquelle est relié un calculateur 19 dont la fonction sera décrite ci-dessous. La caméra 15 est. de préférence, disposée à l'écart du plan P du faisceau lumineux 1 1. Suivant un premier mode de réalisation, la source lumineuse 10 est fixe, tandis que la lentille 1 est montée sur un support 20 susceptible d'être entrané en rotation autour d'un axe A confondu ou sensiblement confondu avec la bissectrice 12 du faisceau lumineux 11. La caméra 15, qui présente un axe de pointage A' confondu avec l'axe optique de son objectif 16, est quant à elle agencée pour que son axe de pointage A' coupe la bissectrice 12 du faisceau 11 en formant avec celleci un plan P' perpendiculaire au plan P du faisceau 11. Plus précisément, la caméra 15 est agencée pour que son axe de pointage A' forme avec la bissectrice 12 un angle a, dit de pointage, constant, non nul. La valeur de cet angle de pointage est par exemple comprise entre 40 et 50 , en étant de préférence égale ou sensiblement égale à 45 . Par ailleurs, suivant un mode de réalisation illustré sur la figure 7, I'écran 17 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de pointage A', mais il peut également être incliné par rapport à celui-ci pour former avec lui un angle non droit, par exemple d'environ 45 . Suivant un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 5, la lentille 1 est montée sur un support 20'fixe, tandis que la source lumineuse 10 est montée mobile en translation suivant une direction T perpendiculaire au plan P du faisceau lumineux 11, de sorte que ce dernier peut occuper une pluralité de positions (dont deux sont représentées sur la figure 5: I'une en traits continus et l'autre en traits interrompus) pour balayer l'ensemble de la surface optique 2 lors de la translation de la source lumineuse 10. La source lumineuse 10 est par exemple montée sur un chariot mobile en translation au moyen d'un moteur M1. La caméra 15 est. quant à elle, agencée pour que son axe de pointage A' se trouve dans le plan P' balayé par la bissectrice 12 du faisceau lumineux 11, I'angle de pointage a ayant la même valeur constante que suivant le premier mode de réalisation présenté ci-dessus. Suivant un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 6, la lentille 1 est également montée sur un support fixe 20', tandis que la source lumineuse est montée pivotante autour d'un axe A" fixe (c'est-àdire fixe par rapport à la lentille 1) qui s'étend dans le plan P du faisceau 11 tout en étant perpendiculaire à sa bissectrice 12. A cet effet, la source lumineuse 10 est par exemple directement raccordée à un moteur M2 d'entranement. Ainsi, pour balayer l'ensemble de la surface optique 2, il suffit de faire pivoter la source lumineuse 10 autour de son axe de rotation A". Quant à la caméra 15, elle est agencée pour que son axe de pointage A' s'étende toujours dans le plan P' balayé par la bissectrice 12 du faisceau lumineux 1 1. Pour déterminer la topographie de la face 2 éclairée de la lentille 1, on procède comme suit. On balaye l'ensemble de la surface optique 2 au moyen du faisceau lumineux 11, soit en entranant en rotation la lentille 1 autour de son axe A conformément au premier mode de réalisation, soit en déplaçant en translation la source lumineuse 10 conformément au deuxième mode de réalisation, soit en faisant pivoter la source lumineuse 10 autour de son axe A" conformément au troisième mode de réalisation, et on relève conjointement sur l'écran 17: - la forme de l'image 18, et - les positions successives de cette image 18 sur l'écran 17, dont l'une 1 8a est représentée en trait continu et d'autres 1 8b en traits interrompus sur les figures 8 et 9. Concrètement, ce relevé consiste à relever les coordonnées successives, sur l'écran 17, de chaque point de l'image 18, pour chaque position angulaire de la lentille 1. En va riante, I'on peut sélection ner u n nom bre réd u it de points su r l'i mage 18 et relever, pour chaque position angulaire de la lentille 1 ou pour chaque position de la source lumineuse 10 (en translation ou en rotation), les coordonnées de ces points sur l'écran 17, ce qui permet de simplifier les calcuis. Des solutions connues permettent d'effectuer un tel relevé. Ainsi, I'écran 17 peut être constitué par un capteur optique matriciel du type CCD, les images 18 qui s'y forment faisant alors l'objet d'un traitement numérique classique. Au moyen d'un calcul par triangulation, on déduit alors de ces coordonnées, pour chaque point de l'image 18: - la distance du point réel correspondant de la tache lumineuse 13 à un axe fixe prédéterminé qui: suivant le premier mode de réalisation, est confondu avec l'axe A de rotation de la lentille 1, - suivant le deuxième et le troisième mode de réalisation, est choisi arbitrairement confondu avec la bissectrice 12 lorsque celle-ci se trouve dans une position intermédiaire entre ses positions extrêmes, et - la coordonnée de ce point réel suivant cet axe fixe prédéterminé. Les résultats de ces calcuis sont stockés dans une mémoire du calculateur 19, qui est programmé à cet effet, en sorte qu'à la suite du balayage complet de la surface optique 2 par le faisceau lumineux 11, on dispose d'une modélisation tridimensionnelle de la surface optique 2. Cette modélisation peut notamment, mais non exclusivement, être utilisée, comme indiqué en introduction, pour permettre un positionnement précis de ia lentille 1 sur la bague d'appui 7 en vue de la fixation du bloc de préhension 6. En effet, à partir de la distance que l'on souhaite prévoir entre la face finie 2 de la lentille 1 et le bloc de préhension 6, il est possible d'en déduire, par des calcuis simples, les caractéristiques dimensionnelles (notamment l'épaisseur) de la begue d'appui 7 et du bloc de préhension 6, que l'on peut ensuite sélectionner parmi une gamme préctablie. De plus, la connaissance de la topographie de la face finie 2 de la lentille 1 permet également de calcu le r le prisme q ui appara^t lors d u position nement de la lentille 1 sur sa bague d'appui 7 et d'en débuire la correction angulaire qu'il est nécessaire d'apporter à l'orientation de l'arbre 8 pour respecter le prisme de prescription lors de la pose du bloc de préhension 6. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer la topographie d'une surface optique (2) d'une lentille ophtalmique (1), qui comporte les opérations consistant à: éclairer ladite surface (1) au moyen d'un faisceau lumineux (11) plan pour y former une tache lumineuse (13) linéaire, - balayer ladite surface (2) au moyen dudit faisceau lumineux (11), - relever conjointement, sur des moyens de réception optique (15), la forme et les positions successives d'une image (18) de ladite tache (13), - déterminer à partir des relevés effectués la topographie de ladite surface optique (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour balayer ladite surface optique (2), on entrane la lentille (1) en rotation autour d'un axe (A) fixe par rapport audit faisceau (11). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le faisceau lumineux (11) présente une bissectrice (12) confondue avec l'axe (A) de rotation de la lentille (1). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour balayer ladite surface optique (2), on déplace le faisceau (11) par rapport à la lentille (1) en translation suivant une direction (T) perpendiculaire au plan (P) du faisceau (11). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour balayer ladite surface optique (2), on fait pivoter le faisceau (11) autour d'un axe (A") fixe par rapport à ladite surface optique (2). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit axe (A") de pivotement est perpendiculaire à la bissectrice (12) du faisceau (11) tout en s'étendant dans le plan (P) de celui-ci. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour déterminer la topographie de la surface optique (2), on calcule, à partir de la position sur les moyens de réception optique (15) de chaque point de l'image (18), la distance du point correspondant de la tache lumineuse (13) à un axe prédéterminé fixe et la coordonnée de ce point suivant cet axe. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit calcul est effectué par triangulation. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit faisceau lumineux (11) est cohérent. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit faisceau lumineux (11) est un laser. 11. Dispositif (9) pour déterminer la topographie d'une surface optique (2) d'une lentille ophtalmique (1), qui comporte: - une source lumineuse (10) disposée en regard de ladite surface (2) et agencée pour produire un faisceau lumineux (11) plan formant sur ladite surface (2) une tache lumineuse (13) linéaire, - des moyens (M1, M2, 20) pour déplacer ladite source (10) par rapport à ladite lentille (1) ou réciproquement, - des moyens de réception optique (15) pointés vers ladite surface optique (2), - des moyens (19) pour déterminer la topographie de la surface optique (2) à partir des positions successives de l'image (18, 18a, 18b) sur les moyens de réception optique (15), reliés aux dits moyens de réception optique (15). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un support (20) pour la lentille (1), susceptible d'être entrané en rotation autour d'un axe (A) fixe par rapport à la source lumineuse (10). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la source lumineuse (10) est agencée pour que la bissectrice (12) du faisceau lumineux (11) soit confondue avec l'axe (A) de rotation dudit support (20). 14. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (10) est mobile par rapport à la lentille (1). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la source lumineuse (10) est déplaçable en translation suivant une direction (T) perpendiculaire au plan (P) du faisceau (11) qu'elle produit. 16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la source lumineuse (10) est montée pivotante autour d'un axe (A") perpendiculaire à la bissectrice (12) du faisceau lumineux (11) qu'elle génère et qui s'étend dans le plan (P) de celui-ci. 17. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que les moyens de réception optique (15) présentent un axe de pointage (A') formant avec la bissectrice (12) du faisceau lumineux un angle (a) constant, non nul. 18. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception optique (15) sont écartés du plan (P) du faisceau lumineux. 19. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que ladite source lumineuse (10) est agencée pour produire un faisceau lumineux (11) cohérent. 20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite