ES2969723T3 - Dispositivo y procedimiento para determinar parámetros ópticos - Google Patents

Abstract

Un aparato (10) para determinar parámetros ópticos de un usuario (2) con gafas (4) dispuestas en la posición de uso en la cabeza del usuario (2) comprende al menos un dispositivo de proyección (12) diseñado y dispuesto para marcar una visión parcial. zona de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas (4) del usuario con una proyección luminosa; al menos un dispositivo de grabación de imágenes (11) diseñado y dispuesto para generar datos de imágenes al menos a partir de la zona parcial marcada de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas (4) del usuario; y un dispositivo de procesamiento de datos con un dispositivo de determinación de datos de usuario, que está diseñado para determinar datos de usuario de la zona parcial marcada de la cabeza y/o de las gafas (4) en base a los datos de imagen generados, donde los datos de usuario comprenden información espacial en el espacio tridimensional de puntos de la zona parcial de la cabeza y/o de las gafas (4), y un dispositivo de determinación de parámetros, que está diseñado para determinar parámetros ópticos del usuario (2) en base a los datos del usuario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para determinar parámetros ópticos

La presente invención se refiere a un dispositivo para determinar los parámetros ópticos de un usuario, un procedimiento para determinar los parámetros ópticos de un usuario y un producto de programa informático para llevar a cabo el procedimiento.

La introducción de lentes oftálmicas optimizadas individualmente permite responder a las necesidades de las personas con defectos visuales y, por ejemplo, proporcionar lentes oftálmicas con rangos visuales optimizados individualmente. Las lentes personalizadas permiten una corrección óptima de los defectos visuales del usuario. El cálculo y la adaptación individual de las lentes también es posible para las gafas deportivas, que se caracterizan por grandes desviaciones y ángulos de montura y de inclinación.

Para aprovechar plenamente las ventajas ópticas de las lentes oftálmicas personalizadas, en particular las lentes varifocales personalizadas, es necesario calcular y fabricar estas lentes oftálmicas conociendo la posición de uso del usuario y llevarlas puestas de acuerdo con la posición de uso usada para el cálculo y la fabricación. La posición de uso depende de una serie de parámetros, como la distancia pupilar del usuario, el ángulo de la lente, la inclinación de la lente, la montura de la gafa, la distancia corneal de la gafa y el sistema ocular y la altura de tallado de las lentes. Estos y otros parámetros, que se pueden usar para describir la posición de funcionamiento o son necesarios, figuran en normas pertinentes tales como DIN EN ISO 1366, DIN 58208, DIN EN ISO 8624 y DIN 5340 y pueden extraerse de ellas. También es necesario que las lentes estén dispuestas o centradas en una montura de gafas de acuerdo con los parámetros ópticos usados para la fabricación, de modo que las lentes se lleven realmente en la posición de uso de acuerdo con los parámetros ópticos.

Para determinar la posición de una lente de gafas frente al ojo, es necesario determinar varios parámetros. Por un lado, permite obtener la información necesaria para el tallado y la inserción en la montura y, por otro, permite realizar optimizaciones en la propia lente para adaptarla a la posición de uso.

Para la determinación de los parámetros de este tipo, por ejemplo del documento ES 102005 003699 A1 se conoce un aparato con dos dispositivos de grabación de imágenes, que graba una imagen de un usuario con gafas desde diferentes direcciones de grabación, a partir de la cual calcula, por ejemplo, datos tridimensionales del usuario.

EL documento ES 102010007922 A1 se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para determinar una distancia pupilar. Según una primera forma de realización, la distancia de la pupila se determina estereoscópicamente, es decir, usando dos imágenes de la cabeza de un sujeto tomadas desde diferentes direcciones. Según otra forma de realización, la distancia de la pupila se determina mediante una grabación de imagen, en la que también se proyecta un patrón de franjas sobre la cabeza del sujeto. Los dos procedimientos de cálculo pueden combinarse, en donde el patrón de franjas se puede usar para determinar el ángulo de convergencia entre las dos direcciones de toma.

El artículo "Die Brille aus dem Computer" ("Las gafas desde el ordenador") de B. Muff se refiere al cálculo de parámetros ópticos con ayuda de un software de tratamiento de imágenes a partir de las imágenes de dos cámaras de vídeo.

Otros dispositivos trabajan con procedimientos de cálculo bidimensionales que usan varias imágenes para determinar los parámetros deseados. También existen opciones de determinación manual, tales como un pupilómetro y una regla de distancia pupilar.

Todos estos procedimientos de medición dependen de la persona que realiza la medición y de la forma en que ésta se lleva a cabo. Por ejemplo, una imagen bidimensional no se puede usar para determinar la distancia individual del vértice corneal al determinar la distancia pupilar, lo que da lugar a una desviación sistemática de la distancia pupilar en función del sujeto y del marco.

Cuando se usa un sistema de cámara estereoscópica para determinar los parámetros ópticos de un usuario en un espacio tridimensional, se produce un problema de correspondencia. El problema de correspondencia se refiere a la identificación de puntos correspondientes en dos imágenes tomadas desde perspectivas diferentes. Sólo después de determinar los puntos correspondientes en ambas imágenes se puede llevar a cabo una reconstrucción tridimensional de los puntos de la toma.

En la práctica, los puntos correspondientes se determinan analizando manualmente las imágenes. Esta evaluación manual requiere una cantidad de tiempo considerable y es una fuente potencial de error para la reconstrucción 3D debido a la dependencia del usuario.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar una forma mejorada de determinar los parámetros ópticos de un usuario.

Este objetivo se consigue mediante los objetos de las reivindicaciones independientes.

Un primer aspecto se refiere a un dispositivo según la reivindicación independiente 1.

El dispositivo de proyección genera la proyección de luz. El dispositivo de proyección puede configurarse como un radiador que genera radiación electromagnética. El dispositivo de proyección puede ser, por ejemplo, un LED o un láser. El dispositivo presenta al menos un dispositivo de proyección, pero puede presentar además uno o más dispositivos de proyección adicionales que irradian una parte ampliada de la cabeza del usuario y/o de las gafas del usuario.

La zona parcial iluminada, es decir, marcada, de la cabeza del usuario y/o de las gafas del usuario se refiere a una zona parcial del sistema de "cabeza con gafas", es decir, la cabeza del usuario y las gafas del usuario dispuestas sobre ella en la posición de uso. La posición de uso se define, por ejemplo, en las normas antes mencionadas. La proyección de luz se puede usar para marcar una zona parcial de la cabeza, una zona parcial de las gafas o, preferentemente, una zona parcial que incluya tanto partes de la cabeza como partes de las gafas. Los puntos marcados en la zona parcial de la cabeza pueden ser, por ejemplo, una o ambas pupilas, en particular los centros pupilares, así como la raíz de la nariz del usuario, si no está cubierta por la montura de las gafas. Los puntos de la parte marcada de las gafas pueden ser, en particular, puntos de la montura de las gafas, por ejemplo puntos límite de la montura interior y/o exterior dispuestos temporal y/o nasalmente, así como puntos límite de la montura interior y/o exterior dispuestos por encima y/o por debajo de las pupilas. La proyección de luz se puede usar para marcar varios puntos de la zona parcial.

El marcado se realiza preferentemente con una longitud de onda de luz que pueda reconocerse de forma rápida y fiable en los datos de la imagen, por ejemplo, automáticamente mediante una evaluación controlada por ordenador.

Por ejemplo, se puede usar una cámara digital como dispositivo de grabación de imágenes. El dispositivo de grabación de imágenes puede comprender una cámara digital y al menos un elemento óptico de deflexión o un espejo de deflexión, por lo que los datos de imagen del área parcial se graban y/o generan con la cámara mediante el espejo de deflexión o el elemento de deflexión.

El dispositivo de captura de imágenes genera datos de imagen, lo que puede hacerse capturando una imagen. Por lo tanto, los datos de la imagen pueden representar datos digitales de una grabación. La imagen generada de este modo contiene al menos la zona parcial de la cabeza y/o gafas del usuario marcada por la proyección de luz. Los datos de imagen comprenden preferentemente una imagen de ambos ojos del usuario, en particular ambas pupilas del usuario y la montura de las gafas del usuario. La zona parcial marcada afecta al menos a puntos individuales de esta imagen y, por tanto, al menos a puntos individuales de estos datos de imagen.

El dispositivo puede presentar un sistema de cámara estereoscópica, por ejemplo dos dispositivos de grabación de imágenes que generen datos de imagen de la zona parcial marcada desde dos perspectivas diferentes. Alternativamente, el dispositivo puede tener simplemente un dispositivo de grabación de imágenes giratorio que genere datos de imagen de la zona parcial marcada desde dos perspectivas diferentes.

Los datos de imagen comprenden al menos la zona parcial marcada del sistema de cabeza con gafas, pero pueden comprender otras partes de la cabeza y/o de las gafas.

El dispositivo de procesamiento de datos puede configurarse como un ordenador y/o presentar un microprocesador. El dispositivo de determinación de datos de usuario y el dispositivo de determinación de parámetros pueden funcionar independientemente el uno del otro. El dispositivo de procesamiento de datos puede configurarse de forma que el dispositivo de determinación de datos del usuario y el dispositivo de determinación de parámetros funcionen mediante un microprocesador común. En otras palabras, el dispositivo de procesamiento de datos está configurado de tal manera que al menos un microprocesador realiza la(s) tarea(s) tanto del dispositivo de determinación de datos de usuario como del dispositivo de determinación de parámetros.

El dispositivo de grabación de imágenes se puede configurar y disponer de forma que al menos una pupila del usuario y un borde de montura de gafas y/o un borde de lente de gafas se representen en los datos de imagen generados, en los que la al menos una pupila del usuario esté rodeada por el borde de montura de gafas y/o el borde de lente de gafas en los datos de imagen generados.

El dispositivo de determinación de datos de usuario genera datos de usuario. Los datos del usuario contienen información sobre la ubicación de algunos puntos de la zona parcial marcada. Los datos del usuario se generan a partir de los datos de la imagen que contienen el marcado mediante la proyección de luz. Para ello, el dispositivo de grabación de imágenes está configurado de forma que pueda detectar la longitud de onda de la luz proyectada. Por lo tanto, el dispositivo de captación de imágenes es sensible a la gama de ondas luminosas de la proyección de luz. Los datos del usuario pueden contener información de localización en el espacio tridimensional de puntos individuales de la zona parcial marcada y/o permitir una reconstrucción 3D completa de la imagen. Una reconstrucción 3D puede realizarse matemáticamente a partir de dos imágenes usando, por ejemplo, la geometría epipolar. Los datos del usuario pueden contener información sobre la ubicación de al menos uno de los siguientes elementos:

• Un punto de intersección de un plano horizontal en el marco de referencia del usuario con los bordes de la lente y/o los bordes de la montura de las gafas, en donde el plano horizontal del usuario interseca ambas pupilas del usuario y es paralelo a una línea de visión cero predeterminada del usuario;

• Intersección de un plano vertical en el marco de referencia del usuario con los bordes de la lente y/o los bordes de la montura de las gafas, siendo el plano vertical del usuario perpendicular al plano horizontal del usuario y paralelo a la línea de visión cero predeterminada del usuario e intersecando una pupila del usuario;

• Al menos un centro de pupilas;

• Limitaciones de al menos una lente del usuario según una dimensión de la caja;

• Centro de la montura de las gafas.

A efectos de la presente invención, se entiende por dimensionamiento en dimensiones de caja el sistema dimensional descrito en las normas pertinentes, por ejemplo DIN EN ISO 8624 y/o DIN EN ISO 1366 DIN y/o DIN 58208 y/o DIN 5340. Además, se hace referencia al libro "Die Optik des Auges und der Sehhilfen" del Dr. Roland Enders, 1995 Optische Fachveroffentlichung GmbH, Heidelberg, y al libro "Optik und Technik der Brille" de Heinz Diepes y Ralf Blendowski, 2002 Verlag Optische Fachveroffentlichungen GmbH, Heidelberg, con respecto a las dimensiones de las cajas y otros términos y parámetros convencionales usados. A este respecto, las normas y el libro mencionados forman parte integrante de la divulgación de la presente solicitud para las definiciones de términos.

Los límites según una acotación en la dimensión de caja comprenden, por ejemplo, puntos de la montura para un ojo o ambos ojos, que están situados más afuera o adentro y/o arriba o abajo. Estos puntos de la montura se determinan convencionalmente mediante tangentes a la montura de las gafas o áreas de la montura de las gafas asignadas a los respectivos ojos (véase, por ejemplo, DIN 58208; Fig. 3).

La dirección de visión cero en el sentido de la presente invención es una dirección de visión en línea recta con líneas de fijación paralelas. En otras palabras, es una dirección de visión definida por una posición del ojo con relación a la cabeza del usuario, con los ojos mirando a un objeto de fijación situado a la altura de los ojos y situado en un punto infinitamente distante. El dispositivo de captura de imágenes, por ejemplo, se puede usar como objeto de fijación. Dado que el objeto de fijación real no puede disponerse en el infinito, en la práctica la dirección de la mirada puede corregirse a partir de la distancia de los ojos al objeto de fijación con ayuda de un modelo ocular, de tal modo que se corresponda con la dirección cero de la mirada. En consecuencia, la dirección de la visión nula en el sentido de la presente invención viene determinada únicamente por la posición de los ojos con respecto a la cabeza del usuario. Si la cabeza del usuario está en posición vertical normal, la dirección de visión cero corresponde esencialmente a la dirección horizontal en el sistema de referencia de la Tierra. Sin embargo, la dirección de visión cero puede inclinarse hacia la dirección horizontal en el sistema de referencia de la Tierra si, por ejemplo, el usuario inclina la cabeza hacia delante o hacia un lado sin mover los ojos. Del mismo modo, un plano es abarcado por la dirección de visión cero de ambos ojos, que es esencialmente paralela al plano horizontal en el sistema de referencia de la Tierra. El plano que abarcan las dos direcciones de visión nula de los dos ojos también puede inclinarse respecto al plano horizontal en el sistema de referencia de la Tierra si, por ejemplo, el usuario inclina la cabeza hacia delante o hacia un lado.

El plano horizontal del usuario puede corresponder a un primer plano. El plano vertical del usuario puede corresponder a un segundo plano perpendicular al primero. Por ejemplo, el plano horizontal en el sistema de referencia del usuario puede ser paralelo a un plano horizontal en el sistema de referencia de la Tierra y sólo pasar por el centro de una pupila. Esto ocurre especialmente si, por ejemplo, los dos ojos del usuario están situados a alturas diferentes (en el sistema de referencia de la Tierra).

El dispositivo de determinación de parámetros determina los parámetros ópticos buscados por el usuario a partir de los datos del usuario. Los parámetros ópticos del usuario pueden incluir al menos uno de los siguientes valores:

• Distancia pupilar;

• Distancia interpupilar monocular;

• Distancia del vértice corneal según el requisito del punto de referencia y/o el requisito del punto de giro del ojo;

• Distancia del punto central monocular;

• Coordenadas del punto central;

• Distancia entre cristal;

• Descentrado del punto central;

• Altura y anchura del cristal;

• Distancia del centro del cristal;

• Inclinación del cristal;

• Ángulo del cristal de la montura;

• Altura de rectificado.

Además, los parámetros ópticos también comprenden preferentemente un punto de giro ocular de un ojo y/o parámetros mediante los cuales se puede determinar un comportamiento visual dinámico de un usuario, tal como la convergencia de una posición ocular y/o la desviación de la mirada.

La distancia pupilar corresponde esencialmente a la distancia entre los centros de las pupilas.

Los parámetros ópticos comprenden preferentemente parámetros fisiológicos y anatómicos de un usuario de gafas, propiedades específicas de la montura y características de un sistema de gafas-ojo del usuario, que se describe, por ejemplo, en la norma DIN 58208. Las características del sistema gafas-ojo del usuario se pueden usar, por ejemplo, para calcular las lentes de las gafas y para el centrado exacto de las lentes de las gafas, los datos de centrado pueden determinarse con precisión con respecto a un plano de la lente o de la montura de acuerdo con las normas citadas. El plano de la lente es el plano que pasa por una línea central horizontal y vertical (en el sistema de referencia de la Tierra) en el sistema de cajas derecha e izquierda de la montura de gafas. El plano de la montura es el plano que pasa por las líneas centrales verticales de los sistemas de caja que definen los planos derecho e izquierdo de la lente de la montura de las gafas.

La proyección de luz del dispositivo de proyección marca puntos de la zona parcial de tal manera que al menos se simplifica la identificación de determinadas posiciones en los datos de la imagen. En particular, el marcado puede permitir la identificación automatizada o semiautomatizada de determinadas posiciones en los datos de la imagen. Por ejemplo, se pueden identificar los puntos correspondientes en las imágenes de un sistema de cámara estereoscópica. Esto permite, por ejemplo, resolver el problema de correspondencia pertinente para una reconstrucción 3D. El hecho de que los mismos puntos, es decir, los puntos correspondientes, se marquen en ambas imágenes usando el mismo marcador (a saber, la proyección luminosa) significa que los puntos correspondientes pueden identificarse rápida y fácilmente. El dispositivo de tratamiento de datos puede estar configurado para reconocer automáticamente y seguir usando determinados puntos marcados en los datos de la imagen, o para sugerir puntos seleccionados a un operador, tal como un óptico, que puede confirmarlos o rechazarlos de forma rápida y sencilla.

El dispositivo simplifica así la resolución del problema de correspondencia y permite la identificación, al menos parcialmente automatizada y/o controlada por ordenador, de puntos individuales en los datos de la imagen. Esto reduce el riesgo de una reconstrucción 3D potencialmente incorrecta por parte del operador.

Además, el dispositivo permite una determinación sencilla de los parámetros ópticos, en particular sin otras marcas físicas en la montura de las gafas y/o en el usuario.

En una forma de realización, el dispositivo de proyección está configurado y dispuesto de tal manera que la proyección de luz en los datos de imagen marca específicamente puntos individuales en la cabeza y/o en las gafas del usuario. El dispositivo de proyección está configurado de tal manera que la proyección de luz puede dirigirse de manera selectiva a puntos predeterminados del sistema de cabeza con gafas para poder marcarlos de forma selectiva. La zona parcial puede tener varios puntos individuales de este tipo, que pueden identificarse fácilmente sobre la base del marcado en los datos de la imagen, en particular controlado por ordenador o asistido por ordenador.

En un perfeccionamiento de esta forma de realización, el dispositivo de proyección está configurado y dispuesto de tal manera que al menos uno de los siguientes puntos de usuario está específicamente marcado en los datos de la imagen:

• un centro de las pupilas,

• un punto temporal externo de la montura,

• un punto nasal interno de la montura,

• un punto interno de la montura por encima de la pupila y/o

• un punto interior de la montura por debajo de la pupila.

Los términos arriba y abajo se refieren al sistema de referencia del usuario, donde "arriba" significa esencialmente en vertical arriba, y "abajo" significa esencialmente en vertical abajo. El término vertical se refiere al sistema de referencia del usuario. Los términos nasal y temporal se refieren a puntos del marco que están esencialmente separados horizontalmente de la pupila. Los puntos de usuario especificados anteriormente, en particular los diez puntos de usuario mencionados (los cinco puntos de usuario mencionados para cada ojo), se pueden usar para determinar de forma especialmente favorable los parámetros ópticos del usuario, que pueden ser importantes para el óptico. Esto significa que la proyección de luz se usa preferentemente para marcar puntos de usuario favorables en el área parcial de la cabeza y/o las gafas, que el dispositivo de determinación de datos de usuario convierte en datos de usuario con información de ubicación tridimensional. Los puntos marcados pueden contener algunos puntos de usuario o todos los puntos (incluidos los puntos de usuario) que se usan para determinar la información de ubicación en el espacio tridimensional.

En el caso de las monturas sin borde, se pueden marcar los puntos de borde de montura correspondientes como alternativa a los puntos de montura mencionados.

Según una forma de realización, el dispositivo de proyección está configurado y dispuesto de tal manera que la proyección de luz en los datos de imagen tiene al menos parcialmente la forma de al menos una línea, al menos una intersección de líneas y/o al menos un punto. Las marcas finas, como una línea, facilitan especialmente la identificación de puntos en los datos de la imagen, por ejemplo, como la intersección de la línea con la montura de las gafas, el centro de la pupila, un borde interior y/o exterior de la montura, un borde de las gafas, etc. Los puntos pueden marcarse con una línea, con una intersección de líneas y/o mediante un punto del dispositivo de proyección. La proyección de luz puede, por ejemplo, tener un plano de proyección que emane de un punto central óptico del dispositivo de proyección, que esencialmente marca el área parcial en forma de línea. Esta línea se adapta a las condiciones ópticas del usuario y/o de la montura de las gafas, por lo que puede mostrar ligeras curvaturas en los datos de la imagen y/o interrupciones, por ejemplo al saltar de la cara del usuario al borde de una montura. Así pues, los términos "línea", "intersección de líneas" y/o "punto" no deben entenderse de forma matemáticamente exacta, sino en la medida en que los puntos marcados por la proyección luminosa se sitúan esencialmente sobre una línea, o esencialmente sobre un punto. Al configurar el dispositivo de proyección de este modo, resulta especialmente fácil identificar puntos individuales en los datos de la imagen.

La proyección de luz se puede configurar de forma que tenga una extensión máxima de 2 mm en el sistema de cabeza con gafas en al menos una dimensión, preferentemente un máximo de 1 mm. Esta extensión máxima puede referirse, por ejemplo, a una anchura de línea máxima y/o a un diámetro de punto máximo en el sistema de cabeza con gafas.

Según una forma de realización, el dispositivo de proyección se calibra en relación con el dispositivo de captación de imágenes y el dispositivo de determinación de datos de usuario usa información sobre esta calibración para determinar los datos de usuario. La calibración incluye información sobre la posición y la dirección de proyección del dispositivo de proyección en relación con la posición y el vector de dirección del eje óptico del dispositivo de adquisición de imágenes. El centro óptico del dispositivo de proyección puede, por ejemplo, disponerse a una distancia bien definida del centro óptico del dispositivo de captura de imágenes. Además, el vector de dirección de la dirección de proyección y el vector de dirección del eje óptico del dispositivo de adquisición de imágenes pueden conocerse de antemano en el sistema de referencia del dispositivo. Esta información conocida de antemano sobre la dirección y la posición se denomina calibración. La calibración del dispositivo de proyección con respecto al dispositivo de captación de imágenes puede ser fija. Alternativamente, uno de los dos dispositivos también puede ser ajustable de forma variable, por lo que en esta realización la posición relativa entre sí, es decir, la calibración de los dos dispositivos, puede ser medida y determinada y luego almacenada en el dispositivo de determinación de datos de usuario.

El dispositivo de determinación de datos de usuario usa información sobre la calibración para determinar los datos de usuario. Por ejemplo, si la proyección de luz tiene forma de línea y está dispuesta en paralelo a las líneas de los datos de la imagen, el usuario puede determinar la distancia del dispositivo mediante triangulación, en función de la altura de la línea proyectada en los datos de la imagen. Si la información sobre la calibración se almacena en el dispositivo de determinación de datos del usuario, éste puede determinar los parámetros ópticos necesarios del usuario con una sola imagen, es decir, con un único conjunto de datos de imagen. Los datos del usuario se pueden determinar como información de localización tridimensional, en particular en el sistema de referencia del dispositivo calibrado.

Según una forma de realización, el dispositivo de proyección tiene una dirección de proyección ajustable. El dispositivo de proyección, junto con al menos partes del mismo, puede estar configurado para ser móvil, de modo que pueda ajustarse la dirección de proyección. Por ejemplo, si la proyección de luz tiene la forma de una línea, esta línea puede situarse a través de los dos centros pupilares del usuario al registrar los datos de la imagen. Además de la dirección de proyección, también puede ajustarse la posición del dispositivo de proyección. Esto permite el marcado selectivo de puntos específicamente seleccionados en la zona marcada de la cabeza del usuario y/o de las gafas del usuario que son particularmente favorables para determinar los parámetros ópticos (por ejemplo, algunos o la totalidad de los puntos del usuario antes mencionados). La proyección de luz puede ajustarse adicional o alternativamente de tal modo que al menos parte de la proyección de luz discurra esencialmente vertical (en el marco de referencia del usuario) a través de al menos una pupila del usuario, de modo que la proyección de luz corte verticalmente la montura de las gafas.

Según una forma de realización, la proyección de luz proporcionada por el dispositivo de proyección comprende al menos un plano de proyección que proyecta al menos parcialmente una línea sobre el área parcial iluminada de la cabeza y/o de las gafas del usuario. Las intersecciones de la línea con la montura de las gafas, un borde de las gafas y/o el centro de la pupila pueden marcar puntos individuales en los datos de la imagen.

En un perfeccionamiento de esta forma de realización, el dispositivo de proyección se calibra en relación con el dispositivo de montura de imagen de tal manera que el eje óptico del dispositivo de montura de imagen y el plano de proyección se intersecan en un ángulo de intersección predeterminado. En el contexto de esta aplicación, el eje óptico del dispositivo de grabación de imágenes no es necesariamente el eje óptico de una cámara propiamente dicha, sino el eje óptico que, por ejemplo, tras desviarse en uno o varios espejos, incide en la cabeza del usuario y en el sistema de gafas. Del mismo modo, el plano de proyección se refiere al plano de la proyección de luz que incide sobre la cabeza del usuario y el sistema de gafas. El plano de proyección y/o la dirección de proyección de la luz proyectada también pueden modificarse mediante uno o más componentes ópticos, como espejos, prismas, expansores del haz, etc., después de que salga de la fuente de luz, tal como un LED o un láser. La información sobre esta calibración permite calcular los datos del usuario mediante el dispositivo de determinación de datos del usuario.

En un perfeccionamiento de esta forma de realización, el ángulo de corte antes mencionado es de al menos 10° y como máximo de 70°. Los ángulos de corte conocidos de este tamaño son especialmente adecuados como calibración predeterminada del dispositivo. Preferentemente, el ángulo de corte predeterminado es de al menos 20°, de manera particularmente preferente de al menos 30°. Además, es preferible que el ángulo de corte anteriormente conocido sea de 60° como máximo. En una realización particularmente favorecida, el ángulo de corte anteriormente conocido es de 40° a 50°.

En una forma de realización, la proyección de luz proporcionada por el dispositivo de proyección incluye al menos dos planos de proyección que se intersecan en un ángulo predeterminado. El dispositivo está configurado y dispuesto de tal manera que la intersección de los dos planos de proyección se incluye en los datos de la imagen como un punto de intersección. Por ejemplo, la intersección de los dos planos de proyección en los datos de la imagen puede establecerse en el centro de una pupila. El ángulo de intersección de los dos planos de proyección es preferentemente de 90°. Si la dirección de proyección es ajustable, por ejemplo, un plano de proyección se establece esencialmente vertical y otro esencialmente horizontal en el sistema de referencia del usuario, con el punto de intersección situado en un centro de la pupila.

Según una forma de realización, el dispositivo de determinación de datos de usuario está configurado y dispuesto de tal manera que el dispositivo de determinación de datos de usuario determina los datos de usuario a partir de los datos de imagen generados por una única toma del dispositivo de captura de imágenes. La determinación de los datos a partir de una sola imagen, que contiene los puntos marcados por la proyección luminosa, permite determinar los parámetros ópticos con especial rapidez. En esta forma de realización, el dispositivo sólo requiere un único dispositivo de adquisición de imágenes que pueda registrar toda la información requerida por el dispositivo de procesamiento de datos para determinar los parámetros ópticos mediante una única adquisición de imágenes. Aquí, el dispositivo de determinación de datos de usuario puede usar información sobre una calibración del dispositivo.

En una forma de realización alternativa, el dispositivo de determinación de datos de usuario está configurado y dispuesto de tal manera que determina los datos de usuario a partir de dos conjuntos de datos de imagen de dos posiciones de grabación diferentes. En este caso, el dispositivo puede tener al menos dos dispositivos de grabación de imágenes, que esencialmente generan imágenes desde dos posiciones de grabación simultáneamente, o un dispositivo de grabación de imágenes, que puede girarse y graba dos imágenes desde diferentes posiciones de grabación. Cada uno de los dos conjuntos de datos de imagen contiene el marcado mediante la proyección de luz, de modo que el problema de correspondencia puede resolverse fácilmente en los datos de imagen con ayuda del marcado.

En otra forma de realización de esta figura, el dispositivo de determinación de datos de usuario está configurado y dispuesto para usar el marcado por la proyección de luz para identificar los píxeles correspondientes en los dos conjuntos de datos de imagen. En esta forma de realización, el marcado sirve para simplificar la solución del problema de correspondencia en la reconstrucción 3D. Según una forma de realización, el dispositivo de proyección proporciona la proyección de luz en una longitud de onda invisible. Para no irritar al usuario, se usan preferentemente radiaciones de una longitud de onda no perceptible por el ojo humano. Por lo tanto, en esta forma de realización, la proyección de luz puede ajustarse sin molestar al usuario para que pase directamente a través de sus pupilas. La proyección de luz puede estar en la gama de longitudes de onda infrarrojas, por ejemplo, para no deslumbrar al usuario. En el rango espectral por encima del espectro visible (por ejemplo, en el infrarrojo), hay una serie de componentes estándar para la captura e iluminación de imágenes como productos de masa. Esto significa que el dispositivo correspondiente puede realizarse de forma rentable. El dispositivo de adquisición de imágenes registra la longitud de onda invisible. Por lo tanto, es sensible en la gama de longitudes de onda invisibles que usa la proyección de luz.

En principio, la proyección de luz también puede realizarse en otros rangos espectrales, en particular en el rango espectral visible o en el rango UV.

En una forma de realización, la proyección de luz puede comprender diferentes longitudes de onda, que permiten una mayor diferenciación y marcado de puntos individuales del sistema de cabeza con las gafas del usuario.

En una forma de realización, el dispositivo tiene un dispositivo de salida de vista previa que indica en qué parte de la cabeza y/o gafas del usuario está alineada la proyección de luz. En particular, en la forma de realización con la longitud de onda invisible, el dispositivo de salida de previsualización permite ajustar el dispositivo de proyección de forma que marque la zona parcial deseada. El dispositivo de salida de previsualización se puede configurar, por ejemplo, como una pantalla que muestre la proyección de luz en una longitud de onda visible en el dispositivo de salida de previsualización. Esto significa que la proyección de luz sólo se muestra en el dispositivo de salida de previsualización sin deslumbrar al usuario.

Según una forma de realización, el dispositivo está configurado como un dispositivo portátil y móvil. Portátil y móvil significa aquí que el dispositivo pesa un máximo de 10 kg, preferentemente un máximo de 5 kg, de manera particularmente preferente un máximo de 2 kg. En esta forma de realización, el dispositivo puede manejarse de manera que pueda ser transportado por un operador, especialmente durante visitas a domicilio o en eventos. El dispositivo puede ser transportado y manejado por un operario. Para uso móvil, por ejemplo, la lente del dispositivo de captura de imágenes se puede usar como objeto de fijación para el usuario, que mira a la lente en la dirección de visión cero. Según una forma de realización, el dispositivo comprende un dispositivo de salida de datos adaptado para emitir al menos una parte de los parámetros ópticos determinados por el usuario. El dispositivo de salida de datos se puede configurar como una pantalla y/o un visualizador. Los parámetros ópticos se muestran en el dispositivo de salida de datos y pueden leerse en él. El dispositivo de salida de datos también puede proporcionar los parámetros ópticos como datos digitales que pueden ser leídos por otro dispositivo.

Un segundo aspecto se refiere a un procedimiento según la reivindicación independiente 11.

El procedimiento es particularmente adecuado para determinar los parámetros ópticos usando el dispositivo según el primer aspecto.

Según una forma de realización, los datos del usuario se determinan teniendo en cuenta una calibración de la proyección de luz con relación al posicionamiento y a la orientación de un dispositivo de captura de imágenes para generar los datos de la imagen. La información sobre la calibración se incluye en el cálculo de los datos del usuario, por ejemplo para determinar los datos del usuario en el espacio tridimensional usando cálculos geométricos epipolares. En un perfeccionamiento de esta forma de realización, una distancia entre la posición del dispositivo de captura de imágenes y la posición del usuario se estima a partir de los datos de imagen mediante triangulación, teniendo en cuenta la calibración. Esta distancia sirve de parámetro importante para determinar los demás datos del usuario. Según una forma de realización, la proyección de luz se ajusta durante la generación de los datos de la imagen de manera que un plano de proyección de la proyección de luz pase a través de las dos pupilas del usuario. El plano de proyección también puede intersecar la montura de las gafas y/o el borde de las gafas. Este ajuste de la proyección de luz facilita especialmente la determinación de los parámetros ópticos.

Un tercer aspecto se refiere a un producto de programa informático que comprende componentes de programa que, cuando se cargan en un ordenador, están configurados para realizar un procedimiento según el segundo aspecto. La invención se explica más detalladamente a continuación con referencia a los aspectos de la invención ilustrados en las figuras. Se muestra:

Fig. 1 representación esquemática de la disposición de los componentes de un dispositivo para determinar parámetros ópticos en vista lateral;

Fig. 2 perspectiva, representación esquemática de un dispositivo para determinar parámetros ópticos,

Fig. 3 representación esquemática en perspectiva de un dispositivo para determinar parámetros ópticos con usuario y gafas y

Fig. 4 representación esquemática de una imagen de un usuario que lleva gafas con un marcador.

Lafigura 1muestra una representación esquemática en vista lateral de los componentes de un dispositivo para determinar parámetros ópticos. Los componentes del dispositivo mostrado en la figura 1 son un dispositivo de grabación de imágenes 11 y un dispositivo de proyección 12. El dispositivo de grabación de imágenes 11 puede, por ejemplo, estar configurado como una cámara, en particular como una cámara digital. El dispositivo de proyección 12 se puede configurar como fuente de luz, en particular como fuente de luz lineal.

Tanto el dispositivo de grabación de imágenes 11 como el dispositivo de proyección 12 están orientados hacia un objeto 1, que sólo se usa para ilustrar el procedimiento de medición y que tiene esencialmente forma de cubo.

El dispositivo de captación de imágenes 11 y el dispositivo de proyección 12 están calibrados entre sí. Esto significa, entre otras cosas, que tienen una distancia conocida entre ellos. En el sistema de coordenadas mostrado en la figura 1, el dispositivo de grabación de imágenes 11 y el dispositivo de proyección de luz 12 presentan una distancia conocida en la dirección Z. La calibración también incluye información sobre la alineación del dispositivo de captura de imágenes 11 y el dispositivo de proyección de luz 12. En el sistema de coordenadas de la figura 1, el dispositivo de captación de imágenes 11 está orientado de tal manera que el vector de dirección del eje óptico 16 del dispositivo de captación de imágenes 11 coincide esencialmente con la dirección Y El dispositivo de proyección 12 está alineado en una dirección de proyección 17, que tiene una componente Y y una componente Z, pero ninguna componente X.

El vector de dirección del eje óptico 16 y el vector de dirección de la dirección de proyección 17 se intersecan formando un ángulo previamente conocido. El tamaño del ángulo y la distancia del dispositivo de captación de imágenes 11 con respecto al dispositivo de proyección 12 forman parte de la calibración del dispositivo. La distancia del dispositivo de grabación de imágenes 11 con respecto al dispositivo de proyección de luz 12 sirve como base de triangulación con la que se puede determinar la distancia del objeto 1 con respecto al dispositivo de grabación de imágenes 11, en el ejemplo de realización mostrado una distancia en la dirección Y

El dispositivo de proyección 12 genera una proyección de luz que se emite en la dirección de proyección 17 y marca un zona parcial del objeto 1. Los componentes del dispositivo están dispuestos de tal manera que esta marca está contenida en los datos de imagen grabados por el dispositivo de grabación de imágenes 11. En otras palabras, la marca causada por la proyección de luz es visible en la imagen.

En las figuras, la dirección Z está dispuesta sustancialmente vertical en el sistema de referencia del usuario, la dirección Y está dispuesta sustancialmente horizontal desde el dispositivo de captura de imágenes 11 hacia el usuario 2 o el objeto 1, y la dirección X está dispuesta sustancialmente horizontal a través de los dos centros pupilares del usuario 2 y/o perpendicular al eje óptico 16 del dispositivo de captura de imágenes 11.

LaFigura 2muestra una representación esquemática en perspectiva de un dispositivo 10 con los dos componentes ya mostrados en la Figura 1. El dispositivo de captura de imágenes 11 está oculto por la parte trasera del dispositivo 10, de tal modo que en la figura 2 sólo se muestra su eje óptico 16. El dispositivo de proyección 12 proyecta una marca 14 en forma de línea sobre el objeto 1. La línea de marcado se extiende en la dirección X y, por lo tanto, no es visible en la figura 1. El dispositivo de proyección 12 emite luz en un plano de proyección 13 a lo largo de la dirección de proyección 17, que aparece como una línea sobre el objeto 1. El vector de la dirección de proyección 17 está orientado desde el dispositivo de proyección 12 hacia el objeto 1. El haz de luz emitido de la proyección de luz tiene una cierta anchura (por ejemplo, al menos 10 cm en la distancia desde el objeto del dispositivo de captación de imágenes), pero esencialmente ninguna altura. El resultado es la forma de la proyección de la luz sobre el plano de proyección 13. El vector de dirección de la dirección de proyección 17 se encuentra en el plano de proyección 13. Además, el plano de proyección 13 tiene una componente esencialmente horizontal que está dispuesta perpendicular al plano del dibujo mostrado en la figura 1. Por esta razón, el plano de proyección 13 de la figura 1 se muestra lateralmente como una línea en la dirección de proyección 17.

La marca 14 generada por el dispositivo de proyección 12 presenta esencialmente la forma de una línea discontinua. En la imagen captada por el dispositivo de captura de imágenes 11, una parte de la marca 14 (vista en la dirección Z) aparece más abajo y otra parte más arriba (véase la figura 2). Las partes del objeto 1 situadas más cerca del dispositivo de captura de imágenes 11 son intersecadas más abajo (en la dirección Z negativa) por la proyección de luz en forma de línea y, por lo tanto, también se sitúan más abajo en la imagen capturada por el dispositivo de captura de imágenes 11. Como puede verse en la figura 2, la parte de la marca 14 que se proyecta sobre la pared dispuesta detrás del objeto 1 está dispuesta más arriba en la dirección Z que la parte de la marca 14 que se proyecta sobre la parte del objeto 1 que sobresale en la dirección Y negativa.

Así, la distancia de los puntos de la zona parcial marcada desde el dispositivo de captura de imagen 11 y/o el dispositivo 10 puede determinarse en los datos de imagen determinando la posición de los puntos marcados en el registro, en particular la posición en el eje Z en la forma de realización mostrada. La distancia (en la dirección Y) de los puntos marcados sobre el objeto 1 en los datos de imagen del dispositivo de captura de imágenes 11 al objeto 1 puede calcularse así mediante triangulación por medio de la calibración del dispositivo 10.

Tal como se muestra en la figura 2, el dispositivo 10 tiene una pantalla 15, que está dispuesta en el lado del dispositivo 10 que está orientado hacia fuera del objeto 1. La pantalla 15 se puede configurar como una pantalla o un visor, por ejemplo. Por ejemplo, la pantalla 15 se puede usar como dispositivo de salida de datos que muestra los parámetros ópticos determinados por el dispositivo 10.

De manera adicional o alternativa, la pantalla 15 puede estar configurada y prevista para mostrar una vista previa de los datos de imagen junto con el marcador 14 generado por el dispositivo de proyección 12. De este modo, la pantalla 15 genera una vista previa de la imagen que se va a capturar y sirve como dispositivo de salida de vista previa. Esto es particularmente favorable si el dispositivo de proyección 12 genera radiación en una longitud de onda no visible, tal como la infrarroja, que no es visible para un usuario humano. Para ajustar y/o alinear el dispositivo 10 en relación con el objeto 1, un operador, tal como un óptico, puede ver en la pantalla 15 qué parte del objeto 1 está marcada por el dispositivo de proyección 12.

Lafigura 3muestra el dispositivo 10 conocido de la figura 2 en una representación esquemática desde una perspectiva similar a la de la figura 2. A diferencia del objeto 1 representado esquemáticamente en la figura 2, la figura 3 muestra esquemáticamente a un usuario 2 que lleva gafas 4. Al registrar los datos de la imagen, la dirección de proyección 17 del dispositivo de proyección 12 y, en particular, el plano de proyección 13, se alinean de tal modo que la marca 14' generada por éste pasa por los dos centros pupilares del usuario 2. La marca 14' pasa por el centro de la pupila derecha 3R del usuario 2 y por el centro de la pupila izquierda 3L del usuario 2. Además, la marca 14' se cruza con la montura de las gafas 4 en varias posiciones nasales y temporales de la montura, en particular en puntos nasales y temporales interiores y exteriores de la montura de las gafas 4. La información de localización de algunos de estos puntos puede determinarse preferentemente como puntos de usuario para calcular los parámetros ópticos de forma especialmente favorable.

La figura 3 muestra la marca 14' sólo esquemáticamente. En los datos de imagen generados por el dispositivo de grabación de imágenes 11, la marca 14' aparece como una línea similar a la marca 14 mostrada esquemáticamente en la figura 2, que se interrumpe en particular en la transición de la montura a la cabeza del usuario, ya que la montura de las gafas 4 está dispuesta más cerca del dispositivo de grabación de imágenes 11 que la zona parcial marcada de la cabeza como, por ejemplo, las dos pupilas 3L y 3R del usuario 2.

A partir de las diferentes posiciones Z de la marca 14' en la imagen grabada por el dispositivo de grabación de imágenes 11, mediante triangulación se puede calcular la distancia de los puntos marcados en la montura de las gafas 4 y de los puntos marcados en la cabeza del usuario 2 al dispositivo de grabación de imágenes 11. Esto permite calcular los datos del usuario en un espacio tridimensional. Los datos del usuario pueden calcularse mediante un dispositivo de determinación de datos del usuario, que puede usar un microprocesador del dispositivo 10. Los parámetros ópticos del usuario 2 pueden determinarse a partir de los datos del usuario mediante un dispositivo de determinación de parámetros.

El dispositivo 10 usa la iluminación activa para determinar mediante una reconstrucción 3D los parámetros ópticos tales como los datos de centrado y los parámetros individuales del usuario en una configuración de centrado de vídeo.

Como alternativa al dispositivo mostrado en las figuras, también se puede usar un sistema de cámara estereoscópica, que genera datos de imagen desde dos perspectivas diferentes, como se conoce por ejemplo a partir del documento ES 102005003699 A1. En este caso, la iluminación activa proporcionada por un dispositivo de proyección adicional 12 se puede usar para resolver y/o acelerar la resolución del problema de correspondencia que surge cuando hay que identificar puntos correspondientes en las imágenes desde dos perspectivas diferentes.

El usuario 2 puede usar el dispositivo de recogida de imágenes 11 u otro punto del dispositivo 10 como objeto de fijación, que fija al recoger los datos de imagen. La distancia entre el objeto de fijación usado y las pupilas del usuario se puede usar posteriormente para la corrección de la convergencia. Alternativamente, se puede usar como punto de fijación un punto que pueda determinarse con respecto al usuario 2, como la raíz de la nariz del usuario en una imagen especular, siendo la imagen especular proporcionada por un espejo que se fija en una posición previamente conocida con respecto al dispositivo de captación de imágenes 11.

Forma de realización con un sistema de cámara estereoscópica

En un sistema de cámara estereoscópica como el mencionado anteriormente, como dispositivo para determinar parámetros ópticos del usuario se puede usar el marcador para localizar puntos correspondientes en datos de imagen grabados simultáneamente o con un retardo de tiempo entre sí. Esto puede hacerse mediante el tratamiento mecánico y/o manual de las imágenes. La evaluación manual puede reducirse al primer conjunto de datos de imagen si las líneas epipolares del marcador proyectado como línea no coinciden en los dos conjuntos de datos de imagen. A partir de un punto seleccionado en el primer conjunto de datos de imagen, el punto correspondiente en el segundo conjunto de datos de imagen queda definido por la línea epipolar y el punto de intersección con el marcador proyectado. Este punto de intersección puede determinarse, por ejemplo, mediante el procesamiento automático de imágenes.

El sistema de cámara estereoscópica también puede presentar un único dispositivo de captura de imágenes que captura, con un retardo de tiempo entre ellos, dos conjuntos de datos de imagen desde diferentes ángulos de visión del usuario. En este caso, la calibración de las posiciones de la cámara no se conoce necesariamente de antemano y puede determinarse a partir de los datos de imagen grabados en un solo paso del proceso. Por ejemplo, para el calibrado se puede usar la posición de las pupilas 3L y/o 3R con respecto a la montura de las gafas . Dado que la pupila y el marco se encuentran a distancias diferentes de las dos posiciones del dispositivo de captación de imágenes, existe un desplazamiento correspondiente en función de la dirección de observación.

Para determinar la orientación, por ejemplo, se pueden usar cinco puntos característicos en el marco, además de las dos pupilas del usuario, cada uno de los cuales se selecciona en los dos conjuntos de datos de imagen. Si se especifica un punto móvil como objeto de fijación, se pueden seleccionar otros dos puntos no cambiantes del usuario y/o del marco en lugar de las dos pupilas del usuario. A partir de estos siete puntos en total, se puede llevar a cabo una reconstrucción tridimensional de los puntos a partir de los datos de imagen registrados usando el algoritmo de 7 puntos conocido de la geometría epipolar.

Forma de realización con un conjunto de datos de imagen

En la forma de realización del dispositivo mostrad en las figuras, los parámetros ópticos se determinan a partir de una única imagen (es decir, a partir de un único conjunto de datos de imagen). El dispositivo de captación de imágenes 11 y el dispositivo de proyección 12 están calibrados entre sí y dentro del dispositivo. La marca 14 o 14' generada por el dispositivo de proyección 12 en los datos de la imagen se puede usar para calcular los datos del usuario en tres dimensiones. Se puede establecer una orientación de la marca 14, 14' en la que la marca generada como línea esté dispuesta esencialmente perpendicular al plano epipolar. Esto permite usar un triángulo como objeto base de triangulación, con lo que la base de triangulación se orienta esencialmente en vertical (en las figuras en la dirección Z).

La distancia de la pupila en tres dimensiones puede determinarse, por ejemplo, a partir de los datos de la imagen mediante el procesamiento automático de los datos de la imagen y/o la selección manual de los dos centros de la pupila. A partir de los puntos marcados y de los datos de usuario generados se pueden determinar otros parámetros, tales como el ángulo del cristal de la montura y la sección horizontal de la topografía del ojo, así como aproximadamente la distancia del vértice corneal, la longitud del disco a la izquierda, la longitud del disco a la derecha, etc. Los datos de una sola imagen se analizan a lo largo de la marca proyectada (en la forma de realización mostrada, a lo largo de la línea). Esto significa que la evaluación puede realizarse muy rápidamente.

Otros parámetros ópticos pueden determinarse mediante una segunda proyección adicional de otra segunda línea, como por ejemplo una línea vertical (no mostrada en las figuras). A diferencia de las primeras marcas 14 y 14', orientadas esencialmente en horizontal, esta segunda marca, orientada esencialmente en vertical y generada, por ejemplo, por un segundo dispositivo de proyección, puede calibrarse mediante una segunda base de triangulación. Para ello, por ejemplo, se puede conocer de antemano una distancia horizontal (en la dirección X en la forma de realización mostrada) entre el segundo dispositivo de proyección y el dispositivo de captación de imágenes 11. En cualquier caso, un vector de dirección de la segunda dirección de proyección con respecto al eje óptico 16 y una posición del segundo dispositivo de proyección con respecto al dispositivo de captación de imágenes 11 pueden conocerse de antemano como información adicional de la calibración.

Mediante este marcado adicional, esencialmente vertical, se pueden calcular otros parámetros ópticos, tales como la inclinación previa, la altura del cristal, la distancia del ápice corneal, etc.

Aquí, este segundo marcador puede ser posicionado de tal manera que esté dispuesto por encima de una pupila, es decir, esencialmente en vertical a través de la pupila derecha o izquierda del usuario.

En una forma de realización, varios, en particular dos, de estos marcadores verticales pueden proyectarse en forma de línea sobre la cabeza del sistema con gafas. En una forma de realización, se usan dos marcas verticales paralelas en forma de línea, cuya distancia a una distancia de medición predeterminada de la cámara corresponde esencialmente a la distancia típica de la pupila, es decir, aproximadamente 64 mm. Esto permite determinar parámetros ópticos adicionales por separado para cada ojo.

El disparo del dispositivo de grabación de imágenes, es decir, la grabación de los datos de imagen, puede automatizarse. La detección, es decir, el registro de los datos de la imagen, puede llevarse a cabo mientras se coloca el dispositivo si se cumplen y detectan las condiciones de activación adecuadas, tales como las posiciones de las pupilas reconocidas automáticamente.

En el dispositivo 10 mostrado en las figuras, la proyección de luz generada por el dispositivo de proyección 12 presenta una dirección de proyección 17 que genera una marca sustancialmente horizontal 14' sobre un usuario 2. La marca generada por el dispositivo de proyección 12 se alinea preferentemente en paralelo a las líneas de los datos de imagen del dispositivo de grabación de imágenes, en particular si éste está configurado como cámara digital. Esto permite una base de triangulación sencilla y la determinación de la distancia de los píxeles marcados en los datos de la imagen.

El marcador permite una selección simplificada de puntos individuales en los datos de la imagen, en particular en las intersecciones del marcador con el borde del marco y/o con los centros de las pupilas.

LaFigura 4muestra una representación esquemática de una imagen de la cabeza del sistema de un usuario con gafas 4 tomada por el dispositivo 10 mostrado en las Figuras 1-3. Los datos de imagen grabados por el dispositivo de grabación de imágenes 11 pueden corresponder a la imagen mostrada esquemáticamente en la figura 4.

La imagen contiene datos de imagen tanto de las pupilas del usuario como de la montura de las gafas 4. La imagen fue tomada por el dispositivo 10 contra la dirección de visión cero del usuario y está configurada como una imagen bidimensional. Los datos de imagen contienen la marca 14' generada por la unidad de proyección de luz 12 mediante el plano de proyección 13. La marca 14' en el soporte presenta esencialmente la forma de una línea. Para resaltar la diferente altura de la marca 14' (es decir, la diferente posición en el eje Z) en los datos de la imagen, en la figura 4 se exagera la variación de la línea proyectada en la dirección del eje Z. En una fotografía real, la marca 14' adoptaría esencialmente la forma de una línea.

Cuando se activó la grabación, el marcador proyectado 14' se alineó de forma que pasara por los dos centros pupilares PMR y PML del usuario.

El curso de la marca 14' se describe a continuación de izquierda a derecha a través de la imagen mostrada en la Figura 4, es decir, esencialmente en la dirección X positiva. La marca 14' va desde el punto exterior derecho del marco temporal ATR sobre el borde del marco hasta el punto interior derecho del marco temporal (no marcado de manera selectiva). A partir de este punto, la marca 14' de la imagen "salta" en la dirección Z positiva, es decir, hacia arriba, hasta una posición a la derecha (en la dirección X negativa) del ojo derecho del usuario. A partir de ahí, la marca 14' pasa por encima del centro pupilar derecho PMR en dirección a la raíz de la nariz. A partir de ahí, la marca 14' "salta" a la montura en posición nasal, más concretamente al punto interior derecho de la montura nasal INR, al punto exterior derecho de la montura nasal (no marcado) y tras otro "salto" más allá sobre la nariz del usuario.

A partir de ahí, la marca 14' recorre, esencialmente con simetría especular, la mitad izquierda del ojo y del marco, en particular el punto interno izquierdo del marco nasal INL, el centro izquierdo de la pupila PML hasta el punto externo izquierdo del marco temporal ATL.

Los datos de imagen de la imagen mostrada en la Figura 4 contienen, por ejemplo, las posiciones de cada píxel. Las coordenadas X, Y y Z de cada punto marcado pueden determinarse a partir de estas posiciones de píxel X y Z mediante triangulación usando la calibración. Por ejemplo, la coordenada Y puede determinarse usando la triangulación y la información sobre la calibración para los puntos marcados en función de la posición respectiva del píxel Z del punto marcado. La conversión de las coordenadas X y Z reales del punto marcado a partir de las posiciones de los píxeles X y Z en los datos de la imagen también se pueden calcular en función de la coordenada Y usando un factor de escala. Esto significa que la información de localización puede determinarse en el espacio tridimensional para cada punto marcado, en particular para los seis puntos marcados específicamente ATR, PMR, INR, INL, PML y ATL.

Estos seis puntos ATR, PMR, INR, INL, PML y ATL se marcan de manera selectiva en los datos de la imagen mediante la línea de marcado proporcionada por la unidad de proyección 12. Tal como se ha explicado anteriormente, los parámetros ópticos distancia pupilar, longitud del cristal izquierdo, longitud del cristal derecho, ángulo del cristal de la montura, la sección horizontal de la topografía del ojo, la distancia aproximada del vértice corneal, etc. pueden ser calculados a partir de la información de localización tridimensional de estos seis puntos seleccionados del sistema de cabeza con gafas.

Con una segunda proyección de luz adicional y, por lo tanto, un segundo marcado en la dirección vertical, también pueden marcarse los puntos de vista interior derecho por encima de la pupila IOR, de nuevo el centro pupilar derecho PMR y el punto de vista interior derecho por debajo de la pupila IUR. Estos puntos se muestran en la figura 4, pero sin la segunda marca correspondiente.

Teniendo en cuenta la información sobre la calibración de esta segunda proyección de luz (por ejemplo, en la dirección horizontal), se puede determinar la información de localización en el espacio tridimensional para cada punto marcado por la segunda proyección de luz, en particular para los tres puntos específicamente marcados IOR, PMR e IUR. La información de localización tridimensional de estos puntos adicionales se puede usar para calcular los parámetros ópticos adicionales de inclinación hacia delante, altura del cristal, distancia del ápice corneal, etc. para el ojo derecho.

Del mismo modo, se puede usar una tercera proyección de luz adicional paralela a la segunda proyección de luz en la dirección vertical para marcar los puntos punto interior izquierdo del marco por encima de la pupila IOL, de nuevo centro izquierdo de la pupila PML y punto interior izquierdo del marco por debajo de la pupila IUL. Estos puntos se muestran en la figura 4 sin el tercer marcador correspondiente.

Teniendo en cuenta la información sobre la calibración de esta tercera proyección de luz (por ejemplo, en la dirección horizontal), se puede determinar la información de localización en el espacio tridimensional para cada punto marcado por la tercera proyección de luz, en particular para los tres puntos específicamente marcados IOL, PML e IUL. La información de localización tridimensional de estos puntos adicionales se puede usar para calcular los parámetros ópticos adicionales de inclinación hacia delante, altura del cristal, distancia del vértice corneal, etc. para el ojo izquierdo.

Cuando se activa la toma, esta segunda y tercera línea de marcado opcionales se alinean de forma que una línea de marcado discurre cada una de ella verticalmente (paralela al eje Z) a través de un punto central de la pupila PMR o PML del usuario.

A continuación se describe el cálculo de dos parámetros ópticos a modo de ejemplo a partir de la información de localización tridimensional de los puntos mencionados anteriormente:

El parámetro óptico "distancia pupilar" puede calcularse como la longitud entre los puntos PMR y PML en el espacio tridimensional. Además, la distancia pupilar puede dividirse en distancia pupilar derecha y distancia pupilar izquierda como parámetros ópticos adicionales. Para ello, se puede definir un plano central de la pupila que tenga la misma distancia a los puntos INL e INR y que, por tanto, esté situado entre estos dos puntos. La intersección de este plano central pupilar con una línea que une los dos puntos PMR y PML proporciona una división del parámetro óptico "distancia pupilar" en la distancia pupilar derecha (como la distancia desde este punto de intersección a PMR) y la distancia pupilar izquierda (como la distancia desde este punto de intersección a PML).

El parámetro óptico "ángulo del disco de trama" puede calcularse en una proyección horizontal a partir del ángulo entre las rectas dadas por las distancias ATR-INR y ATL-INL.

En general, para calcular los parámetros ópticos también se pueden usar más puntos que los diez mencionados explícitamente u otros distintos. Para los parámetros ópticos "longitud del disco" y "altura del disco", sólo es posible un cálculo aproximado con los diez puntos mencionados. Para un cálculo exacto de estos parámetros, se puede usar la dimensión de caja indicada al principio, que puede tenerse en cuenta en los datos del usuario.

Para determinar la dimensión de la caja como parte de los datos de usuario, puede realizarse una selección de un límite de la lente de gafas por un cuadrado en los datos de imagen (por ejemplo, por el dispositivo de determinación de datos de usuario). Las líneas delimitadoras de la delimitación sólo pueden moverse usando direcciones predefinidas. Por ejemplo, una línea límite superior puede disponerse como una línea horizontal en el plano del cristal y mostrarse en consecuencia como una proyección en los datos de la imagen. Esta línea límite superior sólo puede desplazarse en sentido vertical, por ejemplo. Del mismo modo, sólo se puede proporcionar un desplazamiento horizontal para una línea límite interior, por lo que la línea límite interior se muestra como una línea vertical en el plano del cristal. La información de localización tridimensional de los puntos de esquina de la dimensión de la caja puede determinarse a través de los puntos ya seleccionados para los que se dispone de información de localización tridimensional, así como a través de factores de escala que vinculan estos puntos.

Lista de símbolos de referencia

1 Objeto

2 Usuario

3R Pupila derecha

3L Pupila izquierda

4 Gafas

10 Dispositivo

11 Dispositivo de captura de imágenes

12 Dispositivo de proyección

13 Plano de proyección

14 Marcado

14' Marcado

15 Visualización

16 Eje óptico

17 Dirección de proyección

PMR Centro pupilar derecho

PML Centro pupilar izquierdo

ATR Punto temporal exterior derecho de la montura

ATL Punto temporal exterior izquierdo de la montura

INR Punto nasal interno derecho de la montura

INL Punto nasal interno izquierdo de la montura

IOR Punto interior derecho de la montura por encima de la pupila

LIO Punto interior izquierdo de la montura por encima de la pupila

IUR Punto interior derecho de la montura por debajo de la pupila

IUL Punto interior izquierdo de la montura por debajo de la pupila

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (10) para determinar parámetros ópticos de un usuario (2) con gafas (4) dispuestas sobre la cabeza del usuario (2) en posición de uso, con

- al menos un dispositivo de proyección (12) que está configurado y dispuesto para marcar con una proyección de luz una zona parcial de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas (4) del usuario,

- al menos un dispositivo de captación de imágenes (11) configurado y dispuesto para generar datos de imagen al menos de la región parcial marcada de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas (4) del usuario, y - un dispositivo de tratamiento de datos con

- un dispositivo de determinación de los datos de usuario que está configurado para determinar los datos de usuario de la zona parcial marcada de la cabeza y/o de las gafas (4) a partir de los datos de imagen generados, comprendiendo los datos de usuario información de localización en el espacio tridimensional de puntos de la zona parcial de la cabeza y/o de las gafas (4), y

- un dispositivo de determinación de parámetros configurado para determinar los parámetros ópticos del usuario (2) a partir de los datos del usuario;

en donde el dispositivo de proyección (12) está configurado y dispuesto de tal manera que la proyección de luz en los datos de imagen marca de manera selectiva puntos individuales en la cabeza y/o de las gafas (4) del usuario de tal manera,

que en los datos de la imagen al menos uno de los siguientes puntos de usuario esté marcado de manera selectiva por la proyección de luz en forma de una línea, una intersección de línea y/o un punto:

- un punto central de la pupila (PMR, PML),

- un punto temporal externo de la montura (ATR, ATL),

- un punto nasal interno de la montura (INR, INL),

- un punto interno de la montura por encima de la pupila (IOR, LIO) y/o

- un punto interno de la montura por debajo de la pupila (IUR, IUL).

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de proyección (12) está calibrado con respecto al dispositivo de captación de imágenes (11) y el dispositivo de determinación de datos de usuario usa información sobre esta calibración para determinar los datos de usuario.

3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2, en el que el dispositivo de proyección (12) presenta una dirección de proyección ajustable (17).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la proyección de luz proporcionada por el dispositivo de proyección (12) comprende al menos un plano de proyección (13) que proyecta al menos parcialmente una línea (14) sobre la zona parcial iluminada de la cabeza y/o de las gafas (4) del usuario.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que el dispositivo de proyección (12) está calibrado con respecto al dispositivo de captación de imágenes (11) de tal manera que el eje óptico (16) del dispositivo de captación de imágenes (11) y el plano de proyección (13) se cruzan en un ángulo de intersección predeterminado de al menos 10° y como máximo de 70°.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la proyección de luz proporcionada por el dispositivo de proyección (12) comprende al menos dos planos de proyección que se cruzan formando un ángulo predeterminado.

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de determinación de los datos de usuario está configurado y dispuesto de tal manera que determina los datos de usuario a partir de datos de imagen generados con una única toma del dispositivo de captación de imágenes (11); o

en el que el dispositivo de determinación de los datos de usuario está configurado y dispuesto para determinar los datos de usuario a partir de dos conjuntos de datos de imagen procedentes de diferentes posiciones de toma y usa el marcado (14; 14') por la proyección de luz para identificar los píxeles correspondientes en los dos conjuntos de datos de imagen.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de proyección (12) proporciona la proyección de luz en una longitud de onda invisible.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, con un dispositivo de salida de vista previa (15) que indica la zona parcial de la cabeza y/o de las gafas (4) del usuario a la que se dirige la proyección de luz invisible.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo (10) está realizado como un dispositivo portátil y móvil.

11. Procedimiento para determinar parámetros ópticos de un usuario (2) con gafas (4) dispuestas sobre la cabeza del usuario (2) en posición de uso, en el que:

- se marca con una proyección luminosa una zona parcial de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas (4) del usuario (2),

- se generan datos de imagen de al menos la zona parcial marcada de la cabeza del usuario (2) y/o de las gafas del usuario (4),

- los datos de usuario de la zona parcial marcada de la cabeza y/o de las gafas (4) se determinan a partir de los datos de imagen generados, comprendiendo los datos de usuario información de localización en el espacio tridimensional de puntos de la zona parcial de la cabeza y/o de las gafas (4),

- los parámetros ópticos del usuario (2) pueden determinarse usando los datos del usuario,

- los puntos individuales de la cabeza y/o de las gafas (4) del usuario se marcan de manera selectiva mediante la proyección de luz en los datos de la imagen de tal manera que al menos uno de los siguientes puntos del usuario se marca de manera selectiva en los datos de la imagen mediante la proyección de luz en forma de una línea, una intersección de línea y/o un punto:

- un punto central de la pupila (PMR, PML),

- un punto de montura temporal externo (ATR, ATL),

- un punto nasal interno de la montura (INR, INL),

- un punto interno de la montura por encima de la pupila (IOR, LIO) y/o

- un punto interno de la montura por debajo de la pupila (IUR, IUL).

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que los datos del usuario se determinan teniendo en cuenta una calibración de la proyección de luz en relación con el posicionamiento y la orientación de un dispositivo de captación de imágenes (11) para generar los datos de la imagen.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que una distancia entre la posición del dispositivo de captación de imágenes (11) y la posición del usuario (2) se estima a partir de los datos de imagen mediante triangulación, teniendo en cuenta la calibración.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la proyección de luz se ajusta durante la generación de los datos de la imagen de tal modo que un plano de proyección (13) de la proyección de luz pase a través de las dos pupilas (3R, 3L) del usuario (2).

15. Un producto de programa informático que comprende partes de programa que hacen que el dispositivo de la reivindicación 1 lleve a cabo los pasos del procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14.