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Dokumentenidentifikation DE102004008262A1 09.09.2004
Titel Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes
Anmelder Ollendorf, Hans-Joachim, Dipl.-Ing., 39517 Brunkau, DE
Erfinder Ollendorf, Hans-Joachim, 39517 Brunkau, DE;
Haas, Peter Johann, 39179 Barleben, DE
Vertreter Leinung, G., Dipl.-Jur., Pat.-Anw., 39108 Magdeburg
DE-Anmeldedatum 20.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004008262
Offenlegungstag 09.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.2004
IPC-Hauptklasse A61B 3/11
IPC-Nebenklasse A61B 3/14   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes als Bestandteil eines Video-Zentriersystems zur exakten Bestimmung brillenglaseinschleifrelevanter Parameter.
Die geschaffene Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes ist Bestandteil eines Video-Zentriersystems, welches aus einer Kamera 2 mit Zoomeinrichtung und einem Computer 4 mit Monitor 5 besteht und einer Kalibriereinrichtung 1, auf der die Objektgröße OG, der Abstand der Augen des Probanden, mit Markierungen A; B festgelegt sind. Diese Werte werden der Kamera 2 und dem Computer 4 zugeführt und mittels einer Auswertungssoftware wird die Aufnahmeentfernung AE zwischen der Kalibriereinrichtung 1 und der Kamera 2 ermittelt wird, auf deren Grundlage eine Korrekturberechnung erfolgt, die tatsächlichen Werte des Pupillenabstandes P des jeweiligen Probanden werden bestimmt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes als Bestandteil eines Video-Zentriersystems zur exakten Bestimmung brillenglaseinschleifrelevanter Parameter.

Es ist allgemein bekannt, dass Video-Systeme zur Ermittlung der brillenglaseinschleifrelevanten Parameter verwendet werden, die darauf basieren, dass jeweils ein Video-Foto vom Probanden mit der angepasst aufgesetzten Fassung einer späteren Brille angefertigt wird.

So beschreibt die DE 43 23 384 C2 eine Vorrichtung zum Messen der zur Anpassung optischer Gläser an ein Brillengestell notwendigen Parameter, insbesondere des Pupillenabstandes und der Höhe der Pupillen einer Person in Bezug auf das Brillengestell, welche eine Kamera besitzt, die zur Aufnahme des Kopfes der das Brillengestell tragenden Person bestimmt und gegenüber dem Kopf ausrichtbar ist. Die Vorrichtung ist ferner mit einer elektronischen Bildverarbeitung zum Bestimmen der Parameter aus der Aufnahme des Kopfes bei einem bestimmten Messabstand zwischen Kopf und Kamera ausgebildet. In der Kamera ist ein Koinzidenzentfernungsmesser vorgesehen, der ein dem Objektiv der Kamera nachgeordnetes optisches System zur Aufteilung der Abbildung in vier nebeneinander liegende Bilder oder Teilbilder aufweist. Dies derart, dass der richtige Messabstand erreicht wird, wenn sich die Bilder oder Teilbilder zu einem einzigen Bild zusammenfügen.

Diese Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer vom Bediener auf den Kunden/Probanden auszurichtenden Kamera mit einem nachgeordneten optischen System zur Ermittlung des vorgegebenen Messabstandes auf Basis einer Koinzidenzentfernungsmessung. Nachteilig bei dieser Lösung ist zum einen der hohe technische Aufwand zur Realisierung der Vorrichtung und zum anderen sind durch die Handhabung der Vorrichtung Messfehler nicht ausschließbar.

Eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Zentrierdaten für die Einarbeitung von Brillengläsern in Brillenfassungen beschreibt die DE 100 20 050 A1, welche unter Verwendung einer Kamera eines Zentrierreiters mit einer Lichtquelle, die den Probanden zwingt, in eine vorher erklärte Richtung zu schauen, wobei die Messdaten an einer zuvor eingearbeiteten Zentrierfolie abgelesen und als Lichtquelle vorzugsweise Laser-Pointer verwendet werden.

Eine weitere Lösung, die eine digitale Messung des Pupillenabstandes der Augen eines Menschen ermöglichen soll, beschreibt die DE 100 05 801 A1. Das vorgeschlagene Untersuchungsgestell zum Messen des Pupillenabstandes der Augen eines Patienten besteht aus einem Linsenhalter, einer Einrichtung zum Bewegen des Linsenhalters längs des Gestells auf die Nase oder die Schläfe des Patienten zu. Ferner ist das Untersuchungsgestell mit einer elektrischen Stromquelle und Metallstreifen ausgebildet, durch die ein Strom fließt. Durch Verdrehung der Linsenhalter wird die Größe des Stromes gemessen, der durch die metallischen Leiter läuft und durch die Messung des Stromes erfolgt ein Rückschluss auf den Pupillenabstand der Augen des jeweiligen Probanden.

Nachteilig muss auch bei diesen Lösungen angemerkt werden, dass für die notwendigen Korrekturberechnungen, insbesondere der Konvergenz, des „nach innen Drehens" der Augen bei kurzer Sehentfernung, von einer in den jeweiligen Systemdaten eingetragenen Aufnahmeentfernung zwischen dem Probanden und der Aufnahmekamera ausgegangen wird, wobei die Korrekturberechnungen wiederum nur in dem Maße korrekt erfolgen, indem die eingetragenen Aufnahmeentfernungen während der Aufnahmen auch tatsächlich eingehalten werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes zu entwickeln, welche als Bestandteil eines Video-Zentriersystems zur exakten Bestimmung brillenglaseinschleifrelevanter Parameter dient und mit der die Nachteile der bekannten Lösungen weitestgehend vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht von der allgemeinen Erkenntnis aus, dass als Voraussetzung anzusehender Video-Systeme zur exakten Ermittlung aller brillenglaseinschleifrelevanten Parameter diese auf der grundsätzlichen Funktionsweise basieren, dass ein Video-Foto vom Probanden mit der angepasst aufgesetzten Fassung seiner späteren Brille angefertigt wird. Dieses Foto wird anschließend auf einem Monitor mittels Software so vermessen, dass die Lage der Pupillenmitten der Augen relativ zu den inneren Brillenfassungskanten als Einschleifpositionen der zu fertigenden Brillengläser in den Fassungen der Brille dienen. Dabei wird für die notwendigen Korrekturberechnungen, insbesondere der Konvergenz, von einer in den jeweiligen Systemdaten eingetragenen Aufnahmeentfernung zwischen dem Probanden und der Aufnahmekamera ausgegangen.

Die geschaffene Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes ist erfindungsgemäß Bestandteil eines Video-Zentriersystems, mittels dem die brillenglaseinschleifrelevanten Parameter bestimmt werden, wobei insbesondere erfinderisch ist, dass die Aufnahmeentfernung zwischen einer Kalibriereinrichtung und einer Kamera ermittelt wird, auf deren Grundlage eine Korrekturberechnung erfolgt, um die tatsächlichen Werte des Pupillenabstandes des jeweiligen Probanden zu erhalten.

Dabei wird die auszumessende Brillenfassung des Probanden mit einer Kalibriereinrichtung in Brillenglasebene versehen, die mit zwei Markierungen ausgerüstet ist, die sich in festem, definiertem und bekanntem Abstand zueinander befinden. Die Kalibriereinrichtung ist Bestandteil des Video-Zentriersystems, zu dem gleichfalls eine Kamera mit entsprechender Zoomeinrichtung sowie ein Computer mit einer Bildwiedergabe, einem Monitor, gehören.

Die Abbildungsgröße des Probanden, dass heißt, die Objektgröße in Form des Abstandes der beiden Augen des Probanden, wird auf dem Monitor des Systems durch stufenlose Verstellung der Brennweite des Objektives, der Zoomeinrichtung der Kamera, vom Bedienenden des Video-Zentriersystems auf einen für die Zentrierfunktion zweckmäßigen Wert eingestellt.

Zum Zeitpunkt der Aufnahme wird neben den Bildinformationen (Pixel) auch der aktuell zutreffende Wert der Brennweite (Zoomfaktor) des Objektives der Kamera dem Computer übermittelt.

Somit besteht erfindungsgemäß ein fester abbildungsmaßstäblicher Zusammenhang zwischen der Abbildungsgröße des Objektes auf der Abbildungsebene der Kamera sowie der Abbildungsgröße auf dem Monitor des Computers. Somit besteht auch ein von den Werten der Brennweite des Objektives der Kamera und der Entfernung des Objektes von der Kamera abhängiges Verhältnis zwischen der Objektgröße und seiner Abbildungsgröße auf dem Monitor.

Erfindungsgemäß wird die Abbildungsgröße des Objektes auf dem Monitor des Computers mittels einer Auswertungssoftware durch den Bedienenden des Video-Zentnersystems oder automatisch ermittelt. Die Brennweite des Objektives der Kamera zum Aufnahmezeitpunkt des Objektes sowie die originale Objektgröße sind bekannt. Somit wird die Entfernung des Objektes zur Kamera, also die Aufnahmeentfernung, über zuvor ermittelte kameratypspezifische Kennziffer- oder Kennfeldfunktionen ermittelt. Die Aufnahmeentfernung bildet die Grundlage für die Konekturberechnung der Konvergenz, sie ist somit die Basis zur Ermittlung der tatsächlich notwendigen, der richtigen Positionen des Pupillenabstandes der Augen des Probanden.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher beschrieben, wobei die Zeichnung in stark schematisierter Darstellung die Einrichtung zw Ermittlung des Pupillenabstandes zeigt.

So zeigt

1: die Einrichtung in ihrer Gesamtheit und

2: die Einrichtung in ihrer Gesamtheit mit den ermittelten tatsächlichen Werten des Pupillenabstandes nach dem Messvorgang.

Das komplette Video-Zentrersystem zur exakten Bestimmung der brillenglaseinschleifrelevanten Parameter, zu dem auch die Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes gehört, ergibt sich aus der Darstellung der 1.

So besteht das Video-Zentriersystem aus einer Kalibriereinrichtung 1, einer Kamera 2 mit Zoomeinrichtung 3 sowie einem Computer 4 mit zugeordnetem Monitor 5.

Die in den 1 und 2 verwendeten Bezeichnungen bedeuten:

A; B: Markierungen

K: Konvergenz, dass heißt, die konvergierte Position der Augen

AE: Aufnahmeentfernung

OG: Objektgröße

P: richtige Position der Augen/Pupillenabstand.

Die auszumessende Brillenfassung des Probanden wird mit einer Kalibriereinrichtung 1 in dessen Brillenglasebene versehen.

Die Kalibriereinrichtung 1 ist mit zwei Markierungen A; B ausgerüstet, welche sich in festem, definiertem und bekanntem Abstand zueinander befinden und die Objektgröße OG bestimmen.

Mittels der Kamera 2 und ihrer Zoomeinrichtung 3 erfolgt die Aufnahme eines Spiegelbildes der Objektgröße OG, die in der 1 mit den Markierungen A' und B' gekennzeichnet sind. Die Kamera 2 ist mit dem Computer 4 und dessen Monitor 5 verbunden, so dass die Markierungen A' und B' auf den Monitor 4 übertragen und auf diesem wiedergegeben werden. Auf dem Monitor 5 werden diese Wertgrößen mit den Markierungen A'' und B'' dargestellt.

Neben der Übertragung der Markierungspunkte A' und B' von der Kamera 2 auf den Monitor 5 wird gleichfalls die Zoomposition der Kamera 2 auf den Computer 4 und den Monitor 5 geführt.

Die Abbildung der Objektgröße OG des Probanden wird auf dem Monitor 5 durch stufenlose Verstellung der Brennweite der Zoomeinrichtung 3 vom Bedienenden des Video-Zentriersystems auf einen für die Zentrierfunktion wertmäßigen Wert eingestellt.

Zum Zeitpunkt der Aufnahme werden neben den Bildinformationen auch der aktuell zutreffende Wert der Brennweite der Zoomeinrichtung 3 dem Computer 4 übermittelt. Es besteht ein fester abbildungsmaßstäblicher Zusammenhang zwischen der Abbildungsgröße der Objektgröße OG, auf der Abbildungsebene der Kamera 2, hier mit den Markierungen A' und B' angegeben sowie der Abbildungsgröße der Objektgröße OG auf dem Monitor 5, hier dargestellt mit den Markierungen A'' und B''.

Damit besteht gleichfalls ein von den Werten der Zoomeinrichtung 3 der Kamera 2 zur Entfernung des Objektes von der Kamera 2 abhängiges Verhältnis zwischen der Objektgröße OG, dargestellt mit den Markierungen AB und der Abbildungsgröße des Objektes auf dem Monitor 5, gekennzeichnet mit den Markierungen A'' und B''.

Wie in der 1 gezeigt, ist die Objektgröße OG auf der Kalibriereinrichtung 1 mit den Markierungen A; B wiedergegeben.

Die konvergierte Position der Augen/Pupillen, zum Zeitpunkt der Bildaufnahme ist mit der Kennzeichnung K dokumentiert.

Der Abstand zwischen der Kalibriereinrichtung 1 und der Kamera 2 stellt die Aufnahmeentfernung AE dar.

Die Abbildungsgröße des Objektes auf dem Monitor 5 wird mittels einer entsprechenden Auswertungssoftware durch den Bedienenden der Anlage oder auch automatisch ermittelt. Hier optisch dargestellt in den 1 und 2 mit den Markierungen A'' und B''. Die Zoomposition der Kamera 2 zum Aufnahmezeitpunkt ist bekannt, gleichfalls die originale Objektgröße OG, bildlich dargestellt durch die Markierungen A; B auf der Kalibriereinrichtung 1. Unter Einbeziehung dieser vorhandenen Werte erfolgt die exakte Bestimmung der Aufnahmeentfernung AE, auf deren Grundlage die richtigen Werte für die tatsächlichen Positionen der Pupillen der Augen des Probanden bestimmt werden, in 2 mit P gekennzeichnet. Damit sind gleichfalls die brillenglaseinschleifrelevanten Parameter für den Brillenglaseinsatz festgelegt.


Anspruch[de]
  1. Einrichtung zur Ermittlung des Pupillenabstandes zur exakten Bestimmung brillenglaseinschleifender Parameter für die Anpassung optischer Gläser in ein Brillengestell, als integrierter Bestandteil eines Video-Zentriersystems, welches mit einer Kamera (2), mit Zoomeinrichtung (3) und mit einem Computer (4) mit Monitor (5) und einer Kalibriereinrichtung (1) ausgebildet ist, bei dem die Objektgröße (OG) durch Markierungen (A; B) auf der Kalibriereinrichtung (1), die in der Brillenglasebene zu der auszumessenden Brillenfassung vorgesehen ist, gekennzeichnet ist, wobei die Markierungen (A; B) über die Kamera (2) erfasst, dem Computer (4) zugeleitet und der tatsächliche Wert der Aufnahmeentfernung (AE) ermittelt wird, welcher Grundlage bildet für die Wertgröße der Position (P) des Pupillenabstandes.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein fester abbildungsmaßstäblicher Zusammenhang zwischen der Abbildungsgröße des Objektes in den Markierungen (A; B) auf der Abbildungsebene der Kamera (2) in den Markierungen (A'; B') sowie der Abbildungsgröße auf dem Monitor (5) des Computers (4) in den Markierungen (A''; B'') besteht.
  3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von den Werten der Brennweite der Zoomeinrichtung (3) der Kamera (2) und der Entfernung des Objektes von der Kamera (2) abhängiges Verhältnis zwischen der Objektgröße (OG) und seiner Abbildungsgröße in Form der Markierungen (A''; B'') auf dem Monitor (5) gegeben ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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