ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА С ЛАЗЕРНЫМ КОНФОКАЛЬНЫМ ДАТЧИКОМ
MEASUREMENT SYSTEM WITH LASER CONFOCAL SENSOR

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка заявляет приоритет относительно заявки на патент США, серийный номер 13/305655, поданной 28 ноября 2011 года, а также относительно предварительного описания изобретения, серийный номер 61/418148, поданного 30 ноября 2010 года, из содержания которой мы исходим, включая его в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение описывает аппаратуру для бесконтактного способа получения точных трехмерных измерений сухих контактных линз, в частности, с использованием системы измерения сухих контактных линз для определения их истинной толщины.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Офтальмологические линзы часто изготавливают способом литьевого формования, в котором мономерный материал помещается в полость, образованную оптическими поверхностями противоположных частей формы для литья. Для формования гидрогелей в нужное изделие, такое как, например, контактная линза, используются формы, состоящие из нескольких частей, например, выпуклой части, соответствующей задней криволинейной поверхности офтальмологической линзы и второй части с вогнутой поверхностью, которая соответствует передней криволинейной поверхности офтальмологической линзы. При изготовлении линз с использованием формы с указанными частями неполимеризованный гидрогель для изготовления линз помещается между пластиковыми одноразовыми передней изогнутой и задней криволинейной поверхностями формы.
Передняя и задняя криволинейные поверхности формы обычно формируются с использованием техники литья под давлением, при этом расплавленный пластик нагнетают в оборудование из высокообработанной стали с по меньшей мере одной из поверхностей, обладающих оптическим качеством.
Переднюю и заднюю криволинейные поверхности частей формы сводят вместе для формирования линзы с требуемыми параметрами. Масса для изготовления линз затем отверждается с помощью облучения и нагрева, происходит формирование линзы. После обработки части формы разделяют и вынимают линзу.
Литьевое формование контактных линз успешно применяется, в частности, для изготовления больших партий линз с определенными размерами и рефракцией. Тем не менее особенности процесса литья под давлением и используемого оборудования затрудняют изготовление на заказ линз, подходящих для глаз конкретного пациента либо конкретного назначения. Следовательно, рассматривали и другие техники изготовления линз, а именно: токарную обработку заготовки линзы либо стереолитографию. В то же время токарная обработка требует использования высокомодульного материала для изготовления линз, занимает много времени, варианты возможных поверхностей линзы ограничены, а с помощью стереолитографии нельзя изготовить линзы, подходящие для применения у человека.
Ранее были описаны способы и аппаратура для изготовления на заказ линз с использованием техники воксел-ориентированной литографии. Важным аспектом этих методов является то, что линза изготавливается инновационным образом, при котором одна из поверхностей линзы имеет произвольную форму без использования литья под давлением, токарной и другой обработки. Поверхность произвольной формы и ее основа могут включать в себя свободно текучее содержимое в составе поверхности произвольной формы. Такое сочетание характеристик линзы иногда называют предшественником линзы. Применение излучения для фиксации и процессов гидратации обычно используется преобразования предшественника линзы в контактную линзу.
Линзе произвольной формы, полученной данным образом, могут понадобиться измерения для установления ее физических параметров. Таким образом, для измерения параметров линзы, полученной из предшественника, необходимо оборудование и методики.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение относится к способам и аппаратуре для измерения офтальмологической линзы, а некоторые варианты осуществления настоящего изобретения - бесконтактные оптические приборы, могут быть использованы для определения точной толщины офтальмологической линзы. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно включают в себя измерительные приборы для трехмерного измерения офтальмологических линз.
В целом, настоящее изобретение включает в себя конфокальный датчик перемещения и оптические детали в сборке, в некоторых вариантах осуществления они могут включать в себя формообразующую оптическую поверхность, которая используется в качестве задней криволинейной поверхности при формировании офтальмологической линзы. В некоторых предпочтительных вариантах оптические детали в сборке могут быть установлены на кинематический держатель, жестко соединенный с пневматическим подшипником вращающейся установки.
Некоторые варианты осуществления изобретения могут включать аппаратуру для коррекции ориентации одной либо обеих формирующих оптических оправок с офтальмологической линзой и измерительным прибором. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения корректировка аппарата может проводиться до тех пор, пока центр вращения формирующей оптической сборки и датчик перемещения не будут выровнены, при этом можно будет провести точные измерения линзы и формирующей оптической сборки с помощью настроенного аппарата.
С другой стороны, в некоторых вариантах осуществления изобретения, например, датчик перемещения может проводить измерения формирующей оптической оправки, не содержащей линзу. Впоследствии данные измерения формообразующей оптической поверхности могут быть использованы в качестве справочного файла для сравнения с данными, полученными при измерении формообразующей оптической поверхности, содержащей линзу. В некоторых вариантах осуществления изобретения полученные при измерении данные могут быть сохранены в различных вариантах осуществления изобретения.
С другой стороны, в некоторых вариантах осуществления изобретения формирующие оптические сборки могут быть присоединены к кинематическому держателю, а также использоваться более одного раза для формирования офтальмологических линз. Впоследствии могут проводиться измерения формирующих оптических сборок, содержащих установленную линзу, а полученные при измерении данные в дальнейшем могут быть сохранены в различных вариантах изобретения. Можно сравнивать данные, полученные при измерении описательных характеристик одной либо нескольких формообразующих оптических поверхностей, офтальмологической линзы, а также формообразующей оптики с офтальмологической линзой, находящейся внутри.
Также могут присутствовать данные, включающие заключения измерений с возможностью их дальнейшего преобразования из сферической радиальной системы координат в одно- или двухосевую систему координат, а также обозначения других пространственных характеристик. Для описания осевой толщины линзы можно проводить сравнение различных файлов с данными измерений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 изображен вид сверху офтальмологической линзы на оправке, а также конфокальный датчик перемещения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На Фиг. 2A изображено поперечное сечение кинематического держателя и формующей оптической сборки.
На Фиг. 2B изображен вид сверху кинематической подставки и формирующей оптической оправки.
Фиг. 3A изображает вид сбоку измерительного аппарата, включающего в себя датчик оси вращения и несколько датчиков регулировки смещения.
На Фиг. 3B изображен увеличенный вид сбоку измерительного аппарата, включающего в себя датчик формирующей оптической оси вращения и несколько аппаратов для регулировки формирующей оптики.
Фиг. 4 иллюстрирует этапы проведения измерения в соответствии с некоторыми дополнительными характеристиками настоящего изобретения.
На Фиг. 5A и 5B представлены данные измерений, перенесенные в сферические радиальные координаты.
На Фиг. 6 изображено устройство для обработки данных, которое может быть использовано для приведения в действие некоторых вариантов настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение описывает методы и оборудование аппаратного измерения толщины одной либо двух линз, а также предшественников линз. В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описание как стандартных, так и альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения при всей полноте описания являются только примерными, и для специалистов в данной области понятно, что могут существовать различные вариации, модификации и изменения. Таким образом, необходимо понимать, что указанные примеры возможных вариантов осуществления не ограничивают широту характеристик описываемого изобретения. В данном описании приведены этапы метода в логической последовательности. Тем не менее, эта последовательность никоим образом не ограничивает порядок, в котором они могут быть реализованы, за исключением некоторых случаев. Кроме того, не все перечисленные этапы необходимы для успешной реализации настоящего изобретения, и дополнительные этапы могут вводиться в различных реализациях настоящего изобретения.
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
В данном описании и формуле изобретения, относящейся к настоящему изобретению, могут быть использованы различные термины, к которым применимы следующие определения:
Термин «актиничное излучение», используемый здесь, относится к излучению, способному инициировать химические реакции, такие, как, например, полимеризация реакционной смеси.
Используемый в настоящей заявке термин «изогнутый» означает линию или изгиб, подобный согнутому луку.
«Закон Бера», используемый в данной заявке, который еще называют «законом Ламберта-Бера», описывают формулой: I(x)/I0 = exp (- cx), где I(x) - это интенсивность как функция расстояния x от облучаемой поверхности, I0 - интенсивность падающего излучения на поверхности, коэффициент поглощения поглощающего компонента, а c - концентрация абсорбирующего компонента.
Используемый в настоящей заявке термин «коллимировать» означает ограничить угол конусности излучения, например, светового, исходящего из устройств, которые получают излучение на входе; в некоторых вариантах осуществления угол конусности может быть ограничен таким образом, что исходящие лучи становятся параллельными. Таким образом, «коллиматор» представляет собой устройство, выполняющее эту функцию, а «коллимированный» описывает его воздействие на излучение.
Используемый в настоящей заявке термин «ЦМУ» (цифровое микрозеркальное устройство) относится к бистабильному пространственному модулятору света, состоящему из массива подвижных микрозеркал, установленных на чип КМОП-памяти и функционально сопряженных с ним. Каждое зеркало управляется независимо путем загрузки данных в ячейку памяти непосредственно под данным зеркалом для направления отраженного света, позволяя отображать пиксел видеоданных на пиксел экрана. Загружаемые данные электростатически управляют углом наклона зеркала, которое может находиться в двух состояниях: под углом +X градусов (вкл.) и под углом -X градусов (выкл.). Для данных устройств X может быть равен 10 либо 12 градусам (номинальное значение). Отраженный находящимися во «включенном» состоянии зеркалами свет проходит через проектирующую линзу и направляется на экран. Находящиеся в «выключенном» состоянии зеркала отражают свет так, чтобы создать темное поле, тем самым задавая фоновый уровень черного для изображения. Сами изображения создаются модуляцией уровня серого путем быстрого переключения зеркал между двумя состояниями с частотой, достаточной для усредненного восприятия наблюдателем. Описанное ЦМУ иногда представляет собой цифровую проекционную систему DLP (Digital Light Processing).
Используемый в настоящей заявке термин «ЦМУ-скрипт» относится к протоколу управления пространственным модулятором света, а также к управляющим сигналам для любого компонента системы, например источника света или барабана с фильтрами, каждый из которых может состоять из упорядоченной по времени последовательность команд. Использование сокращения ЦМУ не предполагает ограничение использования данного термина для обозначения конкретного типа или размера пространственного модулятора света.
Термин «фиксирующее излучение», приведенный здесь, обозначает актиничное излучение, достаточное для следующих одного либо нескольких процессов: полимеризации и сшивки в основном реакционной смеси, из которой состоит предшественник линзы либо сама линза.
Термин «жидкая реакционная смесь для линз», относится к реакционной смеси, текучей как в необработанном состоянии, так и в прореагировавшем и частично прореагировавшем состояниях, кроме того, частично реакционные смеси могут быть использованы для дальнейшего процесса изготовления офтальмологических линз.
Термин «произвольная форма», используемый здесь как «произвольной формы» либо «в произвольной форме» относится к поверхности, полученной при сшивании реакционной смеси, без использования литья под давлением, токарной обработки либо лазерной абляции.
Используемый в настоящей заявке термин «точка гелеобразования» означает точку, при которой впервые наблюдается появление геля или нерастворимой фракции. Точка гелеобразования соответствует степени преобразования, при которой жидкая полимерная смесь затвердевает.
Используемый в настоящей заявке термин «линза» означает любое офтальмологическое устройство, расположенное в глазу или на нем. Данные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию либо использоваться в косметических целях. Термин «линза», например, может обозначать контактную линзу, искусственный хрусталик, накладную линзу, глазную вставку, оптическую вставку либо другие подобные устройства, при использовании которых зрение корректируется либо модифицируется, или совершенствуется в косметическом отношении (например, цвет радужной оболочки) без ограничения обзора. В некоторых осуществлениях предпочтительные линзы, составляющие предмет изобретения, представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, в том числе, в частности силиконгидрогелей и фторгидрогелей.
Используемый в настоящей заявке термин «предшественник линзы» означает составной объект, состоящий из формы предшественника линзы и текучей линзообразующей реакционной смеси, находящейся в контакте с формой предшественника линзы. Например, в ряде вариантов осуществления текучая линзообразующая реакционная среда формируется в процессе изготовления формы предшественника линзы в объеме реакционной смеси. Путем отделения формы для изготовления предшественника линзы и присоединенной текучей линзообразующей смеси от массы реакционной смеси, которая используется для изготовления формы для предшественника линзы, может быть получен предшественник линзы. Дополнительно, предшественник линзы может быть преобразован в другой объект с помощью удаления значительного количества текучей линзообразующей реакционной смеси либо путем преобразования значительного количества текучей линзообразующей реакционной смеси в нетекучий, объединенный в структуру материал.
Термин «форма предшественника линзы», использующийся здесь, обозначает нетекучий объект с по крайней мере одной поверхностью с оптическими свойствами, что необходимо для дальнейшего преобразования в офтальмологическую линзу.
Встречающийся здесь термин «линзообразующая смесь», либо термин «реакционная смесь», «РММ» (реакционная смесь мономеров) обозначает материал, состоящий из мономеров либо преполимеров, который может быть преобразован в офтальмологическую линзу. Различные варианты осуществления изобретения могут включать линзообразующие смеси с добавлением одного либо нескольких компонентов, таких как: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Используемый в настоящей заявке термин «форма для литья» означает жесткий или полужесткий объект, который может использоваться для формирования линз из неполимеризованных составов. Некоторые стандартные формы для литья включают в себя две части, образующие переднюю криволинейную часть формы для литья и заднюю криволинейную часть формы.
Термин «компонент, поглощающий излучение», приведенный здесь, «относится к компоненту, поглощающему излучение, который можно добавить в реакционную смесь мономеров, компонент способен поглощать излучение в определенном волновом диапазоне».
Реакционная смесь также может называться линзообразующей смесью либо реакционной смесью мономеров, означая то же, что и «линзообразующая смесь»).
Термин «извлечение из формы для литья» обозначает процесс полного отделения линзы от формы, либо ослабление прикрепления к форме, при котором линза может быть извлечена при незначительном смещении либо с помощью тампона.
Используемый в настоящей заявке термин «стереолитографический предшественник линзы» означает предшественник линзы, форма которого была образована с использованием стереолитографии.
Термин «основа» относится к физическому объекту, на который можно наносить и на котором можно формировать другие объекты, который в настоящем документе может называться основой или оправкой.
Термин «промежуточная линзообразующая среда» относится к реакционной смеси, оставшейся на форме для изготовления предшественника линзы, при этом она не полностью полимеризована и может находиться в текучем либо нетекучем состоянии. Промежуточная линзообразующая среда может быть практически полностью удалена одним или несколькими из перечисленных способов: очистка, растворение, гидратация - все эти шаги следует предпринимать до внедрения среды в офтальмологическую линзу. Таким образом, проясним, что соединение формы предшественника линзы и промежуточной линзообразующей смеси не будет считаться предшественником линзы.
Термин «воксел», встречающийся как «воксел» или «воксел актиничного излучения» представляет собой объемный элемент, отражающий параметры на регулярной сетке в трехмерном пространстве. Воксел можно рассматривать как трехмерный пиксель, однако, если пиксель представляет 2D данные изображения, то воксел включает в себя третье измерение. Кроме того, хотя вокселы часто используются для визуализации и анализа медицинских и научных данных, в настоящем изобретении воксел применяется для задания границ дозы актиничного излучения, попадающего в некоторый объем реакционной смеси и тем самым контролирующего скорость поперечной сшивки или полимеризации в конкретном элементе объема реакционной смеси. В качестве примера в рамках настоящего изобретения вокселы считаются расположенными в один слой, прилегающими к двумерной поверхности формы для литья, при этом используемое актиничное излучение может быть направлено по нормали к данной двумерной поверхности и вдоль общей для всех вокселов оси. В качестве примера обрабатываемый объем реакционной смеси может быть сшит или полимеризован в соответствии с разбиением на матрицу из 768×768 вокселов.
Используемый в настоящей заявке термин «воксельный предшественник линзы» означает предшественник линзы, форма которого была создана с использованием литографии с разбиением рабочего пространства на воксели (растровая литография).
Используемый в настоящей заявке термин «Xgel» означает степень химического превращения сшиваемой реакционной смеси, при которой доля геля в смеси становится равной больше нуля.
Используемый в настоящей заявке термин «оправка» относится к детали с поверхностью определенной формы, предназначенной для фиксации офтальмологической линзы.
Обратимся к Фиг. 1, на котором представлен вид сверху офтальмологической линзы 101 на формирующей оптической оправке 102 и конфокального датчика перемещения 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик перемещения 100 может содержать один или несколько объективов 106, источник лазерного излучения 107 и камеру 108. В некоторых дополнительных вариантах через центр оптической части объектива 106 на выбранную поверхность может быть сфокусирован лазерный луч 109. В некоторых иных вариантах объектив 106 может совершать колебания вверх и вниз, изменяя положение основного фокуса лазерного луча 109 до тех пор, пока камера 108 не займет то положение, при котором объектив 106 получает четкий фокус. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления изобретения лазерный луч 109 может отражаться от поверхности на камеру 108, в которой может быть определена заданная высота датчика перемещения 100.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения датчик перемещения 100 может вычислять смещение поверхности. В некоторых стандартных вариантах осуществления изобретения, например, датчик перемещения 100 может иметь рабочий диапазон от 30 мм и может измерять толщину от плюс 1 мм до минус 1 мм, сохраняя при этом достаточную точность измерения перемещения. В показательных целях в некоторых вариантах осуществления изобретения датчик перемещения 100 может включать в себя модель Keyence LT-9030M (Япония) или любой другой датчик перемещения, известный специалистам в данной области.
Как показано на Фиг. 1, формирующая оптическая оправка 102 может быть использована для формирования задней криволинейной поверхности линзы 101. В некоторых вариантах осуществления изобретения формирующая оптическая оправка 102 может быть установлена на металлической рамке 103, вместе с ней составляя формирующую оптическую сборку 104. В некоторых других вариантах осуществления изобретения кинематическое крепежное устройство 105 может закреплять формирующую оптическую сборку 104 в определенном положении. Специалистам в данной области известно, что кинематический держатель 105 может быть описано как механизм для установки объекта в фиксированном положении по отношению к другому объекту. В некоторых вариантах осуществления изобретения использование кинематического держателя 105 совместно с техникой крепления объектов может обеспечить формирующей оптической сборке 104 точное положение каждый раз при установке формирующей оптической сборки 104 на кинематическом держателе 105. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения, учитывая положение, в котором датчик перемещения 100 может провести контрольное измерение на формирующей оптической оправке 102, точное положение формирующей оптической сборки 104 может быть функционально значимым для получения точных результатов измерений. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изобретения, например, точное положение формирующей оптической сборки 104 может способствовать формообразованию, а также измерению линзы 101 каждый раз в строго определенном месте формирующей оптической оправки 102, а также измерению формирующей оптической оправки 102 в определенном положении.
Обратимся к Фиг. 2А и 2В. Так, на Фиг. 2А показано поперечное сечение кинематического держателя 205 и формирующей оптической сборки 204, отличающихся тем, что формирующая оптическая сборка 204 включает в себя как формирующую оптическую оправку 202, так и металлическую рамку 203. Фиг. 2B изображает вид сверху кинематического держателя 205 и формирующей оптической оправки 202. В некоторых вариантах осуществления изобретения верхняя панель кинематического держателя 205 может содержать один или несколько шариков 200, заключенных в канале. В некоторых дополнительных вариантах осуществления изобретения кинематический держатель 205 может включать в себя один или несколько винтов 201, которые могут обеспечивать регулирование высоты шариков 200 до тех пор, пока они не коснутся формирующей оптической сборки 204 в одной точке, при этом формирующие оптические детали в сборке 204 могут быть выровнены на формирующей оптической оси вращения.
Кроме того, в некоторых других вариантах осуществления изобретения кинематический держатель 205 может содержать один или несколько регулируемых сферических цапф 207 и поршень 206, обеспечивающих удержание кинематического держателя 205 на месте. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изобретения пружинный штифт 210 может содержать один или несколько поршней 206, заходящих в паз, пружину 208, которая может находиться за поршнем 206, а также заглушку пружинного штифта 209, удерживающую пружину 208.
В некоторых конфигурациях данного изобретения поршень 206 может свободно входить и выходить, захватывая формирующую оптическую сборку 204 при проталкивании поршня в паз 211. Точнее говоря, в некоторых вариантах осуществления изобретения, например, паз 211 может обеспечить фиксацию формирующей оптической сборки 204 под правильным углом в связи с тем, что пружина 208 может толкать поршень 206 в паз 211. В некоторых дополнительных вариантах изобретения детали пружинного штифта в сборке 210 с помощью поршня 206 могут продвигать формирующие оптические детали в сборке 204 в определенном направлении (например, влево или вправо), при этом край формирующей оптической сборки 204 может опираться на один или обе регулируемые сферические цапфы 207. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения настройка регулируемых сферических цапф 207 может обеспечить позиционирование формирующей оптической сборки 204 относительно осей X и Y.
С другой стороны, для обеспечения отрицательного атмосферного давления может быть использован насос отрицательного атмосферного давления либо прижим с помощью вакуума 212 в пространстве между формирующей оптической сборкой 204 и кинематическим держателем 205 через формирующую оптическую ось вращения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, например, вакуум может использоваться для фиксации с возможностью последующего удаления формирующей оптической сборки 204 на одном или нескольких шариках 200, но таким образом, что пружина 208 совместно или по отдельности с поршнем 206 не может сдвинуть формирующую оптическую сборку 204 относительно одного либо нескольких регулируемых сферических цапф 207.
Ссылаясь на Фиг. 3A и 3B, отметим, что на Фиг. 3А представлен вид сбоку измерительного аппарата, содержащего датчик оси вращения 301 и несколько устройств для регулировки датчиков перемещения 300. На Фиг. 3В изображен увеличенный вид сбоку измерительного аппарата, содержащего формирующую оптическую ось вращения 308 и несколько устройств для регулировки формирующей оптики 302. В некоторых вариантах осуществления изобретения, например, датчик 300 может вращаться на оси вращения датчика 301 и формирующей оптической сборки 304, закрепленных на кинематическом крепежном устройстве 305, может вращаться на формирующей оптической оси вращения 308 на протяжении всего процесса измерения. В обычных случаях положение формирующей оптической оси вращения 308 и оси вращения датчика 301 зависит от положения оси воздушного подшипника с электроприводом и системой автоматического регулирования, обеспечивающего ограниченный поворот и осевое движение обеих осей. В некоторых стандартных вариантах осуществления изобретения датчик перемещения 300 и формирующая оптическая оправка 302 могут выравниваться, при этом датчик 300 может находиться в центральном положении над центральной сферой формирующей оптической оправки 302 в течение процесса измерения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, к примеру, датчик перемещения 300 может выравниваться вручную путем регулировки одного или более регуляторов датчика х 303, датчика у 306 и датчика z 307. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изобретения регулятор датчика х 303 может способствовать выравниванию датчика перемещения 300, обеспечивая движение датчика 300 вперед и назад по оси абсцисс. В некоторых дополнительных вариантах осуществления изобретения датчик регулятор датчика у 306 может способствовать выравниванию датчика перемещения 300, перемещая датчик 300 вперед и назад по оси ординат. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения регулятор датчика z 307 может способствовать выравниванию датчика перемещения 300, перемещая датчик 300 вперед и назад по оси z. Кроме того, в стандартных вариантах осуществления изобретения регулятор датчика z 407 может способствовать движению датчика перемещения 300 по заданному рабочему радиусу, в основном на 30 мм выше формирующей оптической оправки 302.
В некоторых других вариантах осуществления изобретения формирующая оптическая сборка 304 путем регулировки кинематического держателя 305 могут быть выровнены вручную с помощью регулировки одного или обоих формирующих оптического регулятора x 309 и оптического регулятора y 310. В некоторых вариантах осуществления изобретения, например, регулировка одного или обоих устройств - устройства для регулировки формирующей оптики x 309 и устройства для регулировки формирующей оптики y 310 может обеспечивать эксцентриситет относительно формирующей оптической сборки 304 при установке на формирующую оптическую ось вращения 308, при этом формирующая оптика 302 может вращаться относительно центра формирующей оптической оси вращения 308.
Кроме того, в некоторых дополнительных вариантах при выполнении измерений датчик перемещения 300 может поворачиваться на оси вращения датчика 301 в положение примерно 65 градусов от точки, в которой датчик 300 располагается непосредственно над формирующей оптической оправкой 302. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления изобретения для выполнения измерения начальный угол датчика перемещения 300 может быть большим или меньшим в зависимости от одного или обоих размеров диаметра части поверхности. Например, в некоторых вариантах осуществления начальный угол датчика перемещения 300 может быть меньше для измерения оптической зоны линзы, в отличие от измерения целой линзы и измерения формирующей оптики 302 без линзы.
Следовательно, формирующая оптическая ось вращения 308 может непрерывно вращаться во время измерения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения во время измерения линзы после одного полного оборота формирующей оптической оси вращения 308 показатели датчика перемещения 300 могут быть обнулены на оставшейся части формирующей оптики 302 за пределами края линзы. В некоторых других вариантах осуществления изобретения датчик перемещения 300 может проводить измерения в сферических радиальных координатах для каждой 1/4 угла поворота формирующей оптической оси вращения 308, таким образом получая в общей сложности 1440 показателей за один полный оборот вращения оси 308.
В некоторых дополнительных вариантах осуществления изобретения для каждых θ° поворота формирующей оптической оси вращения 308 может присутствовать значение θ, а также показатель для каждого угла ρ оси вращения датчика 301, при этом может определяться значение перемещения. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения величина ро может быть рассчитана таким образом, что во время измерений могут быть получены равномерно увеличивающиеся по осям кольца данных, отличающиеся тем, что для получения одного кольца данных может потребоваться один оборот формирующей оптической сборки 304 с последующим вращением при одновременном перемещении оси вращения датчика 301 в следующую позицию ρ. Кроме того, в некоторых конфигурациях ось вращения датчика 301 совместно с датчиком перемещения 300 может перемещаться вверх в каждое из положений ρ, в которых могут быть собраны результаты измерений для каждого осевого кольца, вплоть до 140 осевых колец за одно измерение.
Также в некоторых дополнительных конфигурациях настоящего изобретения (см. Фиг.4) на блок-схеме можно видеть этапы метода, которые могут быть реализованы для получения метрологических данных и определения осевой толщины негидратированной офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления изобретения сформированную офтальмологическую линзу необходимо измерить для того, чтобы определить, соответствует ли она требуемым техническим условиям. На этапе 400 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения измерительный аппарат может быть выровнены таким образом, чтобы датчик перемещения был установлен непосредственно над центром формирующей оптической сферы. На шаге 401 могут быть проведены контрольные измерения формирующей оптической оправки без линзы на формирующей оптической поверхности (M1). На этапе 402, могут быть проведены измерения линзы, сформированной на той же вышеупомянутой в шаге 401 оптике (М2), при этом могут быть проведены контрольные измерения формирующей оптики. На этапе 403 метрологические данные, полученные в течение измерений М1 и М2 могут быть преобразованы из сферических радиальных координат в декартовы координаты (см. Фиг.5). На этапе 404 может быть определена величина осевой толщины линзы (М3), при этом значение М3 может равняться разности метрологических показателей М2 и М1.
Ссылаясь на Фиг. 5A и Фиг. 5B, отметим, что на Фиг. 5A изображен датчик перемещения 500, выполняющий измерение линзы 501 на формирующей оптической оправке 502, при этом метрологические данные представлены в сферических радиальных координатах. Фиг. 5B изображает вид сверху формирующей оптической оправки 502, метрологические данные представлены в сферических радиальных координатах. В некоторых типовых вариантах осуществления изобретения может проводиться преобразование полученных сферических радиальных координат в осевую толщину в декартовой системе координат (X, Y) при помощи одного или нескольких разнообразных математических вычислений. Ниже приведены некоторые типовые вычисления, которые могут быть использованы, в них приняты следующие обозначения:
i
R=полярный радиус
s
r=радиус формирующей оптической сборки по результатам независимых измерений
key=значение показания датчика Keyence
Уравнение 1:
s
Sin(90-ρ)=Z/(r+key)
s
Z=(r+key) sin(90-ρ)
i
s
i
i
Для θ, Z=(r+key) sin(90-ρ)
Уравнение 2:
i
i
s
i
Cos(90-ρ)=R/r+key
i
s
i
i
R=(r+key) (cos(90-ρ))
Уравнение 3:
i
i
i
cosθ=X/R
i
s
i
i
i
X=(r+key) (cos(90-ρ)) (cosθ)
Уравнение 4:
i
i
i
sinθ=Y/R
i
s
i
i
i
Y=(r+key) (cos(90-ρ))(sinθ)
Радиальный размер:
Три координаты: θ, ρ, и значение Keyence + радиус сферы
Аксиальный размер:
Три координаты: X, Y и Z, где Z может обозначать толщину.
Обратимся к Фиг.6, на котором изображен блок управления 600, он может быть использован для овладения некоторыми возможностями настоящего изобретения. Процессорный блок 601, который может включать один или несколько процессоров, и быть в сочетании с устройством 602 сконфигурирован для связи через сеть связи. Устройство обмена данными 602 может быть использовано для связи, например, с одним или несколькими устройствами управления или компонентами технологического оборудования.
Процессорный блок 601 также может быть использован для связи с устройством хранения данных 603. Устройство хранения данных 603 может содержать любое соответствующее устройство хранения данных, включая комбинации магнитных запоминающих устройств (например, магнитную ленту и жесткие диски), оптические устройства хранения данных и/или полупроводниковые запоминающие устройства, такие как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
Устройство хранения данных 603 может хранить исполняемое программное обеспечение 604 для управления процессором 601. Процессор 601 выполняет инструкции компьютерной программы 604 и таким образом действует в соответствии с настоящим изобретением, например, с вышеупомянутыми этапами методики. Например, процессор 601 может принимать описательные данные метрологических измерений, включая контрольное измерение формирующей оптики, измерение линзы и др. Устройство хранения данных 603 может также хранить взаимосвязанные данные в одной или нескольких базах данных 605 и 606.
ВЫВОД:
Так как изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что существует возможность внесения различных изменений и эквивалентных замен его элементов, не выходящих за пределы объема изобретения. Кроме того, существует возможность реализации различных модификаций для адаптации конкретной ситуации или материала к методике изобретения, не выходя за пределы объема изобретения.
Следовательно, предполагается, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, рассматриваемыми как наилучший предполагаемый вариант осуществления изобретения, а, напротив, изобретение будет включать в себя все варианты осуществления в пределах сущности и объема приложенных пунктов формулы изобретения.