JP5562520B2 - ユーザの光学パラメータを決定する装置、方法、および関連するコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの光学パラメータを決定する装置、ユーザの光学パラメータを決定する方法、および上記方法を実行するコンピュータプログラムプロダクトに関する。

個々に最適化された眼鏡レンズの導入により、視力誤差を有するユーザの要求条件を処理し、例えば、個々に最適化された視力範囲を有する眼鏡レンズを提供できる。特別注文の眼鏡レンズにより、眼鏡レンズの装着者の視力の光学的不具合の最適矯正が可能になる。眼鏡レンズの個々の計算および適合はまた、大きい偏向、湾曲角度、および広角度により区別されるスポーツ用眼鏡に対しても可能である。

個々の眼鏡レンズ、詳細には、個々に適合される多重焦点パワーレンズの光学的利点を完全に発揮するためには、これら眼鏡レンズをユーザの着装位置を知って計算および製造し、計算および製造に使用される着装位置に従って眼鏡レンズを着装する必要がある。着装位置は複数パラメータの関数、例えば、瞳孔間距離、湾曲角度、眼鏡レンズ広角度、眼鏡フレーム、眼鏡および眼の系の角膜頂点距離、および眼鏡レンズの研削高さの関数である。着装位置を記述するのに使用され、および／または記述に必要なこれらおよび他のパラメータは、関連標準、例えばＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１３６６、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ８６２４、およびＤＩＮ ５３４０に含まれており、それら標準から取り入れることができる。さらに、眼鏡レンズは、製造に使用された光学パラメータに従って眼鏡フレーム内に位置し、中心合わせされ、これにより眼鏡レンズは着装位置における光学パラメータに従って実際に着装される必要がある。

眼鏡士が個々の光学パラメータを決定するに当たり、多数の測定装置が利用可能である。例えば、眼鏡士は、いわゆる瞳孔計を使用して瞳孔反射を分析しおよび／または瞳孔中心の距離を測定し、この方法で瞳孔間距離を確認できる。

広角度および角膜頂点距離は測定装置を使用して決定できる。この測定装置においては、ユーザの習慣的な頭および身体姿勢において、測定装置は眼鏡フレームのフレーム平面に保持される。広角度は目盛により重力駆動のポインタにより横方向から読み取ることができる。彫刻された目盛を使用して、角膜頂点距離を測定し、この目盛を用いて、眼鏡フレームの推定される溝底と角膜との間の距離もまた側面から測定される。

眼鏡フレームの湾曲角度は、その上に対の眼鏡が置かれる測定装置を用いて決定できる。視神経円板のナサル・エッジ（ｎａｓａｌ ｅｄｇｅ）は可動測定アームの回転中心上に位置する必要があり、他の視神経円板は彫刻線に平行に移動する。測定アームは、測定アームのマークを付けられた軸がアームの上方に位置する視神経円板のフレーム平面に平行に移動するように設定される。湾曲角度は後に目盛を読み取ることができる。

本発明の目的は、簡単の方法でユーザの光学パラメータを正確に決定する可能性を提供することである。

この目的は請求項１による装置、請求項２７による装置、請求項２８による方法、および請求項３１によるコンピュータプログラムによって達成される。好ましい実施形態および／または変形例は従属請求項の主題である。

本発明の１つの態様によれば、光学パラメータを決定するための本発明による装置は、
ユーザの頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するように設計され位置付けされた少なくとも２つの画像記録ユニットと、
データユ処理ユニットと、を備え、このデータ処理ユニットは、
頭部の少なくとも１つの小部分または頭部の系の少なくとも１つの小部分のユーザデータと、生成された画像データに基づいて着装位置においてユニットの上に置かれるユーザの対の眼鏡を決定するように設計されたユーザデータ決定ユニットであって、ユーザデータは、頭部の小部分または系の小部分の所定の点の３次元空間の位置情報を含む、ユーザデータ決定ユニットと、
ユーザデータに基づいてユーザの光学パラメータの少なくとも一部を決定するように設計されたパラメータ決定ユニットと、を有し、
本発明による装置はさらに、
ユーザの決定された光学パラメータの少なくとも一部を出力するように設計されたデータ出力ユニットを備える。

好ましくは、頭部または頭部の系の小部分および対の眼鏡の３次元データは、有利には、本発明の装置に基づいて生成される。３次元データは画像データを使用して決定される。第１画像記録ユニットを使用して生成された画像データは、第２画像記録ユニットを使用して生成された画像データと異なる。画像データのこの差は、詳細には、２つの画像記録ユニットが好ましくは異なる位置に置かれることに起因して発生する。少なくとも２つの画像記録ユニットの好ましい異なる位置によって、特定の画像データは頭部および／または頭部の小部分の異なる透視視野データから生成される。ユーザの頭部または頭部の系および対の眼鏡上の予め決定されるまたは予め決定可能な点についての３次元空間の座標は、このように生成された頭部の小部分の異なる透視視野および／または異なる画像データに基づいて決定でき、同時に、相互に関連するカメラの位置を知ることができる。

本発明の意味における２つの記録ユニットは、例えば、相互に分離して配置される２つのディジタルカメラである。好ましくは、画像記録ユニットはディジタルカメラおよび少なくとも１つの光偏向素子および／またはミラーを備え、頭部の小部分の画像データは偏向ミラーを使用してカメラにより記録および／または生成される。したがって、２つの画像記録ユニットは詳細には２つのディジタルカメラと、少なくとも２つの偏向素子またはミラーとを同様に備え、例えば、１つのディジタルカメラおよび少なくとも１つの偏向ミラーは、いずれの場合にも１つの画像記録ユニットを表す。さらに、２つの画像記録ユニットは好ましくは、高性能な１つのディジタルカメラおよび２つの偏向素子またはミラーを備え、画像データはディジタルカメラを用いて時間遅延を伴って記録および／または生成される。例えば、画像データは第１の瞬間に生成され、頭部の小部分は一方の偏向ミラーを用いて画像化され、画像データは第２の瞬間に生成され、上記データは他方の偏向ミラーを用いて頭部の小部分を画像化する。さらに、カメラは、画像データが第１および第２の瞬間にカメラにより生成されるように置かれてもよく、カメラと頭部との間に偏向ミラーを必要としないおよび／または置く必要をなくする。

有利には、頭部の少なくとも小部分または頭部の系の少なくとも１つの小部分および装着位置の小部分上に位置するユーザの対の眼鏡の表示は、２次元画像データに基づいて、本発明による装置を使用して決定される。ユーザデータの３次元空間内での相互の位置関係は、この３次元表示に基づいて容易に決定でき、ユーザの光学パラメータはそれら位置関係から決定できる。

詳細には、対の眼鏡および／または眼鏡レンズの着装位置を記述するのに必要なユーザの複数の光学パラメータは、有利には、正確におよび容易に決定できる。

さらに、可能な限り多く重なる小部分の画像データ、詳細にはユーザの頭部の同一小部分の画像データは、２つの画像記録ユニットにより生成され、画像記録ユニットは、ユーザの少なくとも１つの瞳孔が第１画像データ内に完全に画像化されるように、設計され位置付けされる。さらに、ユーザの瞳孔が完全に画像化されている生成画像データだけを使用して、ユーザデータを決定する。詳細には、ユーザの同一瞳孔は、２つ以上の画像記録ユニットによって生成される画像データ内に完全に画像化される。さらに、ユーザの両方の瞳孔は、いずれにせよ、２つの画像記録ユニットの画像データ内に画像化できる。

好ましくは、画像処理ユニットはコンピュータまたはマイクロプロセッサである。さらに、ユーザデータ決定ユニットおよびパラメータ決定ユニットは相互に独立に作動してもよい。好ましくは、データ処理ユニットは、ユーザデータ決定ユニットおよびパラメータ決定ユニットがマイクロプロセッサを用いて作動されるように設計される。言い換えると、データ処理ユニットは、マイクロプロセッサがユーザデータ決定ユニットのタスクとパラメータ決定ユニットのタスクの両方を実行するように設計される。

さらに、好ましくは、画像記録ユニットは、ユーザの少なくとも１つの瞳孔および瞳孔フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部が生成画像データ内に画像化され、ユーザの少なくとも１つの瞳孔が、生成画像データ内の眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部により囲まれている。

言い換えると、ユーザの頭部の少なくとも１つの小部分の２次元画像は各画像記録ユニットにより生成される。各画像はユーザの１つの瞳孔または両方の瞳孔を含む。例えば、画像記録ユニットにより生成された画像データはユーザの１つの瞳孔だけを含む。別の画像記録ユニットにより生成された画像データは、これと異なり、ユーザの両方の瞳孔を含む。いずれの場合にも、少なくとも１つの瞳孔が画像化され、少なくとも１つの眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部が別の分析に使用される全画像データ内に画像化され、この全画像データ内では同一瞳孔である。さらに、画像化された瞳孔に割り当てられる眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部が画像化される。画像記録ユニットはさらに、瞳孔画像が２次元画像データの眼鏡フレームまたは眼鏡レンズ縁部の画像の内側に入るように設計され位置付けされる。特に好ましくは、瞳孔の画像は眼鏡フレームまたは眼鏡レンズ縁部の画像の内側に完全に入る。

本発明のさらなる好ましい実施形態においては、ユーザデータは以下の点、すなわち、
ユーザの基準系の水平面（ユーザの水平面はユーザの両方の瞳孔と交差し、ユーザの視界の所定のゼロラインに平行に走る）と、眼鏡の眼鏡レンズ縁部および／または眼鏡フレーム縁部との交点、
ユーザの基準系の垂直面（ユーザの垂直面は、ユーザの水平面に垂直におよびユーザの視界の所定のゼロラインに平行に走り、ユーザの瞳孔と交差する）と、眼鏡の眼鏡レンズ縁部および／または眼鏡フレーム縁部との交点、
少なくとも１つの瞳孔中心点、
ボックス系（ｂｏｘｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）における寸法に従うユーザの少なくとも１つの眼鏡レンズの境界、
対の眼鏡の眼鏡フレームのブリッジ中心点、
の少なくとも１つの位置情報を含む。

ボックス系における寸法は、関連標準、例えばＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ８６２４および／またはＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１３６６および／またはＤＩＮ ５８２０８および／またはＤＩＮ ５３４０に記載されたような、測定システムとしての本発明の意味において理解される。さらに、ボックス系および別の典型的用語および使用されるパラメータに関しては、Ｄｒ．Ｒｏｌａｎｄ Ｅｎｄｅｒｓ，１９９５ Ｏｐｔｉｓｃｈｅ Ｆａｃｈｖｅｒｒｏｆｆｅｎｔｌｉｃｈｕｎｇ ＧｍｂＨ，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇによる著書「眼および視覚教材の光学（Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｙｅ ａｎｄ Ｖｉｓｕａｌ Ａｉｄｓ）」、およびＨｅｉｎｚ Ｄｉｅｐｅｓ ａｎｄ Ｒａｌｆ Ｂｌｅｎｄｏｗｋｓｉ，２００２ Ｖｅｒｌａｇ Ｏｐｔｉｓｈｅ Ｆａｃｈｖｅｒｏｆｆｅｎｔｌｉｃｈｕｎｇｅｎ ＧｍｂＨ，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇによる著書「眼鏡の光学および技術（Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｓｐｅｃｔａｃｌｅｓ）」の参照がなされる。このような標準および前述の著書は、用語の定義における本出願の開示の一体化部分を表す。

ボックス系における寸法に従う境界は、外側または内側および／または上または下に対して最も遠い位置にある一方の眼または両方の眼のフレーム点を含む。これらのフレーム点は一般に、特定の眼に割り当てられた眼鏡フレームおよび／または眼鏡フレームの領域の接線に基づいて決定される（ＤＩＮ ５８２０８と比較；図３）。

本発明の意味におけるゼロ目視方向は、平行目視軸を直線的に前方に延ばした目視方向である。言い換えると、これはユーザの頭部に対する眼の位置により定義される目視方向であり、眼は眼の高さにある、無限に離れた点に位置する物体を見る。結果的に、本発明の意味におけるゼロ目視方向は、単に、ユーザの頭部に対する眼の位置により決定される。ユーザの頭部が垂直の直立位置にある場合、ゼロ目視方向は実質的に、地球の基準系における水平方向に一致する。しかし、例えば、ユーザが眼を移動させることなく頭部を前方または側方に傾ける場合、ゼロ目視方向は地球の基準系の水平方向に対して傾斜していてもよい。同様に、地球の基準系の水平面に実質的に水平である両方の眼のゼロ目視方向が１つの平面にまたがっている。ユーザが頭部を例えば前方または側方に傾ける場合、両方の眼の２つのゼロ目視方向がまたがっているこの平面は、地球の基準系の水平面に対して傾斜していてもよい。

好ましくは、ユーザの水平面は第１平面に一致し、ユーザの垂直面は第１平面に垂直である第２平面に一致する。例えば、ユーザの基準系における水平面は地球の基準系の水平面に平行に位置してもよく、１つの瞳孔の中心点を単に通過してもよい。これは、例えば、ユーザの２つの眼が異なる高さ（地球の基準系における）に位置するときの特定の場合である。

本発明による装置に光学パラメータは、好ましくは、以下の値、すなわち、
瞳孔間距離
単眼瞳孔間距離
基準点必要条件に従うおよび／または眼の回転点必要条件に従う角膜頂点距離
単眼中心距離
中心点座標
レンズ距離またはボックスレンズ距離
中心点の分散
レンズ高さおよび幅またはボックスレンズ高さおよび幅
レンズ中心距離またはボックスレンズ中心距離
眼鏡レンズ広角度
湾曲角度
研磨高さ、の値の１つを含む。

さらに、好ましくは、光学パラメータはまた、眼の回転点および／またはパラメータを含み、そのパラメータに基づいて、ユーザの動的視力挙動、例えば眼の位置および／または注視偏向の収束などが決定できる。

瞳孔間距離は実質的に瞳孔中心の距離に一致する。

光学パラメータは特に、眼鏡装着者の好ましい生理学的および解剖学的パラメータ、フレームに特定の特性、および、例えばＤＩＮ ５８２０８に記載されているユーザの眼鏡を掛けた眼の系の特徴を含む。ユーザの眼鏡を掛けた眼の系の特徴を用いて、眼鏡レンズの計算および眼鏡レンズの正確な中心合わせができ、例えば、中心合わせデータは視神経円板またはフレーム平面に関して前述の標準に正確に従って決定される。視神経円板の平面は、眼鏡フレームの右または左ボックス系における水平および垂直中心線（地球の基準系における）を通る平面である。フレーム平面は、眼鏡フレームの右または左円板平面を形成するボックス系の相互に垂直な中心線を通る平面である。

さらに、動作位置においては、好ましくは、画像記録ユニットは所定の開口角度を有する円錐形により囲まれる空間領域内に位置し、円錐形の円錐頂点は所定の基準点の周辺部内に位置し、所定の方向に平行に位置し、ユーザのゼロ目視方向は動作中の所定の方向に一致する。

言い換えると、画像記録ユニットは、好ましくは、円錐容積内に位置する。円錐形の頂点は、基準点から２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満、より好ましくは約０ｃｍの距離に位置する。

好ましくは、動作中は、ユーザの瞳孔の１つの位置またはユーザの鼻の付け根の位置は、所定の基準点にほぼ一致する。装置の動作においては、ユーザは瞳孔の１つまたはユーザの鼻の付け根の位置がほぼ所定の基準点、すなわち円錐形の頂点に来るように配置できる。円錐形の頂点とユーザ瞳孔の１つおよび／または鼻の付け根との間の距離は、好ましくは約２０ｃｍ未満、より好ましくは約１０ｃｍ未満、特に好ましくは約０ｃｍである。

本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、円錐形の開口角度は、９０°未満、より好ましくは約６０°から約１０°の間、特に好ましくは約４５°から約２０°の間、特に約３０°である。開口角度は、円錐形の対称軸と円錐形の側面との間の角度に一致し、円錐形は回転対称である。言い換えると、円錐形容積は直角三角形の回転により表すことができ、三角形はカテトス回りに回転し、円錐形の側面は直角三角形の斜辺の回転により表される。円錐形の開口角度は、斜辺と回転軸との間の角度、すなわち直角三角形の前述のカテトスに一致する。

ユーザデータは、有利には、好ましくは約３０°の開口角度を有する円錐形上の画像記録ユニットの構成により極めて効率的に決定される。この理由は、例えばユーザの瞳孔が眼鏡フレームまたはユーザの鼻により隠されることなく、画像データが生成されるからである。

さらに、画像記録ユニットの有効光軸は少なくともほぼ交差し、交差角度は約６０°から約１０°好ましくは約４５°から約２０°の間、特に好ましくは約３０°である。

本発明の意味における画像記録ユニットの有効光軸は、画像記録ユニットの特定開口の中心点からそれら開口に垂直に延び、ユーザの頭部の画像化小部分と交差する、線の領域である。言い換えると、有効光軸は特に画像記録ユニットの光軸であり、これら光軸は一般に、画像記録ユニットのレンズ系に垂直に位置し、レンズ系の中心から延びる。画像記録ユニットのビーム経路内に偏向ミラーまたはプリズムなどの別の光学素子が位置しない場合、有効光軸は画像記録ユニットの光軸に実質的に一致する。しかし、画像記録ユニットのビーム経路内に１つ以上の偏向ミラーなどの別の光学素子が位置する場合、有効光軸は、画像記録ユニットから延びるとき、画像記録ユニットの光軸に一致しない。

言い換えると、本発明に意味における有効光軸は画像記録ユニットの光軸の部分であり、（上記軸は複数回光偏向される可能性がある）、有効光軸は変化せずにユーザの頭部の方向と交差する。画像記録ユニットの有効光軸は、画像記録ユニットの開口の中心点から直角に、画像記録ユニットの開口を含む平面に延びる線に一致し、画像記録ユニットの光軸の方向は、ミラーおよび／またはプリズムなどの光学素子により変更可能である。

本発明の意味におけるほぼ交差するとは、有効光軸が約１０ｃｍ未満、好ましくは約５ｃｍ未満、特に好ましくは１ｃｍ未満の最小距離を有することを意味する。したがって、少なくともほぼ交差するとは、有効光軸が交差するかまたはほぼ交差することを意味する。

さらなる好ましい実施形態においては、動作中において、ユーザのゼロ目視方向は、画像記録ユニットの少なくとも１つの有効光軸に実質的に平行に位置決めされる。言い換えると、動作状態では、画像記録ユニットの少なくとも１つは、ユーザのゼロ目視方向がこの画像記録ユニットの有効光軸に実質的に平行になるように位置決めされるか、またはユーザが、ユーザのゼロ目視方向がこの画像記録ユニットの有効光軸に実質的に平行に位置するように、ユーザ自身を位置合わせする。

さらなる好ましい実施形態においては、画像記録ユニットの少なくとも１つの有効光軸は、地球の基準系における水平方向に実質的に平行に位置決めされる。

さらに、動作中に、ユーザの水平面は、好ましくは、画像記録ユニットの少なくとも１つの有効光軸がその平面内にあるように位置決めされる。すなわち、本発明の装置の動作位置では、好ましくは、画像記録ユニットの少なくとも１つは、ユーザがユーザ自身をおよび／またはユーザが、ユーザの水平面が有効光軸を含むように位置合わせされるように、位置決めされる。動作状態では、したがって、ユーザは頭部の向きを、好ましくは、水平面が画像記録ユニットの有効光軸を含むように、向けることができる。好ましくは、水平面はまた、地球の基準系における水平面であってもよい。

特に好ましい実施形態においては、動作位置では、画像記録ユニットの１つは、その有効光軸がユーザの鼻の付け根に少なくともほぼ交差するように位置決めされる。言い換えると、本発明の装置の動作状態では、好ましくは、ユーザは、画像記録ユニットの少なくとも１つの有効光軸がユーザの鼻の付け根に少なくともほぼ交差するように位置合わせおよび／またはユーザ自身を位置合わせできる。この場合、ほぼ交差するとは、有効光軸とユーザの鼻の付け根との間の最小距離が約１０ｃｍ未満、好ましくは約５ｃｍ未満、特に好ましくは１ｃｍ未満を意味する。

さらなる好ましい実施形態においては、動作位置においては、画像記録ユニットの１つは、その有効光軸がユーザの瞳孔に対してほぼ対称に位置するように位置決めされる。本発明の意味においては、瞳孔に対してほぼ対称に位置決めするとは、有効光軸上の全ての点がユーザの両方の瞳孔に対して同一距離を有することを意味する。言い換えると、有効光軸が、２つの瞳孔の中心点の接続線に垂直に位置し、かつこの接続線を半分に分割する、平面内に存在する。

少なくとも２つの画像記録ユニットの有効光軸は、好ましくは、ほぼ交差する。詳細には、少なくとも２つの画像記録ユニットの有効光軸は、２つの有効光軸の最小距離の位置がユーザの両方の瞳孔から同一距離になるように位置決めされる。詳細には、有効光軸の最小距離の位置は、ユーザの鼻の付け根の位置に一致する。言い換えると、有効光軸は少なくともほぼ交差し、有効光軸の交差および／またはその点は、ユーザの瞳孔に対して対称に位置する有効光軸から最小距離を有し、好ましくは、ユーザの鼻の付け根の位置に一致する。

さらに、少なくとも２つの画像記録ユニットの有効光軸の延長線は、好ましくは、地球の基準系における水平面上で、約１０°から約６０°の間、好ましくは約１５°から約４０°の間、特に好ましくは約２３．５°の交差角で交差し、これにより、ユーザデータの簡単な選択が可能になる。

有利には、本発明の好ましい装置に基づき、眼の側方を隠す、広い湾曲を有する眼鏡フレームまたはスポーツ用眼鏡フレームに対してもユーザのユーザデータを決定できる。

本発明のさらなる好ましい実施形態においては、地球の基準系における垂直面上の少なくとも２つの画像記録ユニットの有効光軸の突出は、約１０°から約６０°の間、好ましくは約１５°から約４０°の間、特に好ましくは約２３．５°の交差角で交差する。

本発明の特に好ましい実施形態においては、動作位置において、ユーザのゼロ目視方向は地球の基準系における水平面に平行に位置決めされる。

さらに、ユーザデータ決定ユニットは、好ましくは、画像データの２次元空間内の位置を所定のユーザデータに割り当てるように設計されたユーザデータ位置決めユニットを備える。言い換えると、ユーザデータ、すなわち３次元空間内の位置情報は、２次元空間内の位置に関して画像化される。例えば、瞳孔中心点は生成された２次元画像データで画像化される。

本発明のさらなる好ましい実施形態においては、ユーザデータ位置決めユニットは、所定のユーザデータの少なくとも一部に割り当てられる画像データ内の位置がオペレータにより割り当てできるように設計される。例えば、ユーザの少なくとも１つの眼鏡レンズの境界はオペレータによりボックス系内の寸法に従って割り当てできる。

さらなる特に好ましい実施形態においては、ユーザデータ位置決めユニットは、３次元空間における画像記録ユニットの少なくとも１つの位置情報を考慮して、所定のユーザデータに割り当てられるように設計される。好ましい実施形態によれば、画像データ内の位置の割り当てはオペレータにより実行できる。好ましくは、位置の割り当ては既存の位置の全てには可能でないが、所定の選択位置に対しては可能である。例えば、ユーザの基準系における水平面の眼鏡レンズ縁部との交点は、好ましくは、眼鏡レンズ縁部に沿って完全には割り当てできないが、画像データ内の１つ以上の直線に沿ってのみ割り当てできる。

さらに好ましい実施形態において、ユーザデータ位置決めユニットは、少なくともユーザデータの一部を画像データの２次元空間における位置に自動的に割り当てるように設計される。例えば、瞳孔中心点の位置は画像データの２次元空間に自動的に割り当てられてもよい。

好ましくは、少なくとも２つの画像記録ユニットが画像データを同時に生成するように設計され、特に好ましくは、画像データ記録ユニットはユーザの両方の眼の画像データを同時に生成する。

さらに、好ましくは、画像記録ユニットは、ユーザの多数の異なる目視方向に対するユーザの画像データを連続的に生成するように設計される。この目的のために、例えば、画像データは異なる個別の目視方向、すなわち眼の個別の偏向に対して生成することができる。しかし、画像データは異なる個別の頭部の方向に対しても生成できる。

詳細には、ユーザの目視挙動は、データ処理装置を用いて複数の画像データに基づいて決定できる。特に好ましくは、画像データは、画像記録ユニットを用いて高速時系列シーケンスで生成され、これにより、データ処理装置は実質的に、ユーザの連続目視挙動を決定できる。

本発明のさらなる態様によれば、ユーザの光学パラメータを決定する装置は、
ユーザの頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するように設計され、配置された少なくとも１つの画像記録ユニットと、
ユーザの頭部の少なくとも小部分上に所定のパターンデータを投射するように設計され、配置される少なくとも１つのパターン投射ユニットと、
データ処理ユニットと、を備え、
このデータ処理ユニットは、
生成された画像データに基づき、頭部の少なくとも小部分または頭部の系の少なくとも小部分および着装位置における小部分上に位置する対の眼鏡のユーザデータを決定するように設計され、投射パターンデータを考慮し、ユーザデータが頭部の小部分または系の小部分の所定の点の３次元空間における位置情報を含む、ユーザデータ決定ユニットと、
ユーザデータに基づきユーザの光学パラメータの少なくとも一部を決定するように設計された、パラメータ決定ユニットと、を有し、
さらに光学パラメータを決定する装置は、
ユーザの決定された光学パラメータの少なくとも一部を出力するように設計された、データ出力ユニット、を備える。

好ましくは、装置は高性能の１つの画像記録ユニットおよび高性能の１つのパターン投射ユニットを備え、頭部の小部分または系の小部分の３次元ユーザデータもまた、有利には、本発明の前述の態様と同様に、本発明のこの態様により生成できる。有利には、３次元ユーザデータは１つの画像記録ユニットだけの画像データに基づいて生成されてもよい。好ましくは、３次元データは位相測定三角測量の原理を用いて生成される。この目的のために、パターンデータは、頭部または頭部の小部分に重ね合わせられ、および／またはパターン投射ユニットを用いて頭部の上に投射される。画像記録ユニットは、２次元空間における頭部の少なくとも小部分の画像データを生成する。頭部の小部分の表面構造、すなわち３次元座標は、強度パターンによる投射パターンデータの位相情報によって間接的に生成される。

結果的に、本発明のこの態様により、３次元ユーザパターンを生成できる。ユーザの光学パラメータは、本発明の前述の態様と同様に、３次元ユーザデータに基づいて決定でき、１つの画像記録ユニットだけが使用される。

パターン投射ユニットは、例えば、市販のビデオプロジェクタなどの典型的プロジェクタである。投射パターンデータは、例えばストリップパターンまたはバイナリ正弦波パターンである。パターンデータはユーザ頭部の少なくとも１つの小部分上に投射され、画像データは、画像記録ユニットを用いてその投射パターンから生成される。画像データは、画像記録ユニットによって、このように照射されたユーザ頭部の小部分から、三角測量角度において生成される。三角測量角度は、画像記録ユニットの有効光軸とパターン投射ユニットの投射角度との間の角度に一致する。頭部の小部分の高さの差は、例えば好ましいパターンデータとしてのストリップパターンのストライプの横方向ずれに一致する。好ましくは、位相測定三角測量ではいわゆる位相シフト法が使用され、強度分布において実質的に正弦波である周期波形パターンが頭部の小部分上に投射され、波形パターンがプロジェクタ内で段階的に移動される。波形パターンの移動の間、好ましくは、画像データは１周期の間に強度分布（および頭部の小部分）により少なくとも３回生成される。強度分布は生成された画像データから決定され、相互の画像点の位相位置が決定され、頭部の小部分の表面上の点は画像記録ユニットからのその点の距離に応じて特定の位相位置に割り当てられる。さらに、表題「位相測定による偏向測定法（ＰＭＤ）―表面測定の精密測定法（Ｐｈａｓｅ−ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（ＰＭＤ）−ａ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ）」を有する技術論文の参照がなされる。

本発明のさらなる態様は以下のステップを有するユーザの光学パラメータを決定する方法を提供する。

少なくとも２つの異なる記録方向からのユーザ頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するステップと、
頭部の少なくとも小部分または頭部の系の少なくとも小部分および生成された画像データに基づき着装位置において頭部小部分上に位置するユーザの対の眼鏡のユーザデータを決定するステップであり、ユーザデータが頭部の小部分または系の小部分の所定の点の３次元空間における位置情報を含むステップと、
ユーザデータに基づきユーザの光学パラメータの少なくとも一部を決定するステップと、
ユーザの決定された光学パラメータの少なくとも一部を出力するステップ。

２つの異なる記録方向は本発明の意味においては、異なる画像データが頭部の重畳した小部分、好ましくは頭部の同一小部分から生成されることを意味し、詳細には、ユーザ頭部の同一小部分の画像データが異なる透視視野から生成されることを意味する、と理解される。結果的に、頭部の同一小部分が画像化されるが、画像データは異なる。異なる記録方向はまた、例えば、画像データが少なくとも２つの画像記録ユニットにより生成され、少なくとも２つの画像記録ユニットの有効光軸が平行でない場合に達成できる。

本発明の方法の好ましい実施形態の変形例においては、少なくとも１つの瞳孔が生成される画像データ内に完全に画像化される。

さらに、ユーザの少なくとも１つの瞳孔および眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部は、好ましくは、生成画像データ内に画像化され、ユーザの少なくとも１つの瞳孔は、生成画像データ内の眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部により囲まれる。

本発明のさらなる態様によれば、コンピュータにロードされると、本発明による方法を実行するように設計されているプログラム部分を有するコンピュータプロダクトが提供される。

本発明は、例示目的のために、好ましい実施形態の添付図面に基づき以下に説明される。

図１は本発明の好ましい実施形態による装置１０の概略斜視図を示す。装置１０は筐体および／または柱状体１２形状の構造ユニットを備え、柱状体１２上に上部カメラ１４の形状の第１画像記録ユニットと、測部カメラ１１６の形状の第２画像記録ユニットとが配置されている。さらにモニター１８の形状のデータ出力ユニットが柱状体１２に組み込まれている。好ましくは、上部カメラ１４は、例えば図１に示されるとおり、柱状体１２内部に、少なくとも部分的にモニター１８と同一高さに置かれる。動作位置においては、上部カメラ１４および側部カメラ１６は、上部カメラ１４の有効光軸２０が側部カメラ１６の有効光軸２２と交点２４で交差するように位置決めされる。有効光軸２０、２２の交点２４は、好ましくは、鼻の付け根の点である（図２を参照）。

上部カメラ１４は、好ましくは、部分反射ミラー２６の背後の中心に配置される。上部カメラ１４の画像データは部分反射ミラー２６を通して生成される。上部カメラ１４および側部カメラ１６の画像データ（以下では画像を称される）は、好ましくは、モニター１８に出力される。さらに、３つのランプ２８が装置１０の円柱体１２上に配置される。ランプ２８は、例えば蛍光灯などの発光ロッドであってもよい。ランプ２８はそれぞれが１つ以上の電球、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等を含むこともできる。

図１に示される本発明の装置１０の好ましい実施形態においては、上部カメラ１４の有効光軸２０はユーザ３０のゼロ目視方向に平行に位置決めされる。ゼロ目視方向は主位置におけるユーザの眼の目視軸に一致する。側部カメラ１６は、側部カメラ１６の有効光軸２２が上部カメラ１４の有効光軸２０と交点２４で約３０°の交差角度で交差するように配置される。有効光軸２０、２２の交点２４は、好ましくは、ユーザ３０の鼻の付け根の点（図２を参照）である。本発明の装置１０の好ましい実施形態においては、これはまた、有効光軸２２がゼロ目視方向を３０°の角度で交差することを意味する。３０°の交差角度は好ましい交差角度である。他の交差角度も可能である。しかし、交差角度は約６０°未満が望ましい。

さらに、有効光軸２０、２２は必ずしも交差する必要はない。むしろ、ユーザ３０の鼻の付け根の位置からの有効光軸の最小距離は、例えば１０ｃｍ未満とすることもできる。さらに別の側部カメラ（図示せず）を柱状体１２上に配置し、その側部カメラを例えば上記側部カメラ１６と対角線の反対側に置くこともできる。

さらなる好ましい実施形態においては、上部カメラ１４および側部カメラ１６は、それらの位置および詳細にはそれらの有効光軸が、例えばユーザ３０の体の大きさに応じて調節できるように配置されてもよい。カメラ１４、１６の相互の相対位置の決定は、公知の較正方法により実行できる。

さらに、カメラ１４、１６は、例えば、それぞれがユーザ３０の頭部の小部分の単一画像を生成するように設計することもできる。しかし、ビデオシーケンスがカメラ１４、１６により記録され、これらビデオシーケンスが別の分析に使用されることも可能である。しかし、好ましくは、カメラ１４、１６により単一画像が生成され、この単一画像が別の分析に使用される。上部カメラ１４および側部カメラ１６は時間同期が取られ、すなわち、それらカメラは、ユーザ３０の頭部の好ましくは同一小部分の同期画像を記録または生成する。さらに、ユーザ３０の頭部の異なる部分の画像を両方のカメラ１４、１６で記録することもできる。しかし、２つのカメラの画像はユーザ３０の頭部の少なくとも１つの同一小部分を含む。

動作位置においては、好ましくは、ユーザは、ユーザの注視方向が部分反射ミラー２６に向くように位置し、ユーザは部分反射ミラー２６のミラー画像内のユーザの鼻の付け根の画像（図２参照）を見る。

柱状体１２はどのような任意の形状であっても、および／または内部にカメラ１４、１６ならびに例えばランプ２８、部分反射ミラー２６、およびモニター１８が配置される様々な種類の筐体であってもよい。

動作位置においては、部分反射ミラー２６とユーザ３０との距離はわずかに約５０から７５ｃｍであり、ユーザ３０は、ミラーの正面に立ち、および／またはユーザ３０が、例えば対の眼鏡を着装する動作に応じて部分反射ミラー２６の正面に座る。したがって、本発明による好ましい装置の使用は、制限された空間条件においても可能になる。これにより、装置１０は、上部カメラ１４および側部カメラ１６の位置、ならびに例えば、部分反射ミラー２６およびランプ２８の位置の高さが調節可能に配置するように設計できる。この結果、上部カメラ１４はモニター１８の上方または下方に配置できる。さらに、柱状体１２および／または柱状体１２上に配置された上部カメラ１４、下部カメラ１６、部分反射ミラー２６およびランプ２８を、地球の基準系における水平軸の回りに傾斜または回転することができる。

本発明にさらなる実施形態によれば、例えば、側部カメラ１６は、例えば典型的なプロジェクタなどのパターン投射ユニットに置き換えてもよく、３次元ユーザデータは位相測定三角測量などの典型的な方法に基づいて決定されてもよい。

図２はカメラ１４、１６の動作位置における好ましい構成およびユーザ３０の位置合わせの概略上面図を示す。図２に示されるとおり、有効光軸２０、２２の延長線は地球の基準系における水平面上で２３．５°の角度で交差する。図１に示されるとおり、有効光軸２０、２２の交差角度は、２つの有効光軸２０、２２がまたがる平面内で３０°である。有効光軸２０、２２の交点２４はユーザ３０の鼻の付け根の位置に一致する。図２から明らかなとおり、側部カメラ１６の位置は、例えば、有効光軸２２に沿って変更可能であってもよい。側部カメラ１６の位置３２、例えば、図１にも示される位置に一致する。側部カメラ１６の位置は、例えば、有効光軸２２に沿ってずらせた位置３４に配置されてもよく、好ましくは、側部カメラ１６は任意に配置されてもよい。しかし、ユーザの少なくとも１つの瞳孔（図示せず）、ならびにユーザの少なくとも１つの眼鏡レンズ縁部３６または対の眼鏡３８の眼鏡フレーム縁部３６は、側部カメラ１６により生成される画像データ内に画像化されていなければならない。さらに、瞳孔は眼鏡フレームまたは対の眼鏡３８のレンズ縁部３６内部に画像化されていなければならない。同様に、上部カメラ１４もまた異なる位置に配置されてもよい。

図３は、図１に示される動作位置におけるカメラ１４、１６の構成ならびに動作位置におけるユーザの位置の、側面からの概略断面図である。図２で先に示されたとおり、側部カメラ１６は有効光軸に沿って、例えば位置３２または３４に配置されてもよい。さらに、図３には、地球の基準系における垂直面上の有効光軸の延長線が示されている。有効光軸２０、２２の交差角度は例えば２３．５°で、これは有効光軸２０、２２がまたがる平面内における３０°の交差角度と一致する。

図４は本発明による装置１の第２の好ましい実施形態の、上面からの断面図を示す。２つのカメラの代わりに、上部カメラ１４だけが使用される。上部カメラ１４は光軸４０を有する。光軸４０は、上部カメラ１４の開口（図示せず）の中心点から延び、上部カメラ１４の開口（図示せず）の平面に垂直な線に一致する。

上部カメラ１４から始まり、ビームスプリッタ４２がカメラ１４のビーム経路内の光軸４０の方向に置かれる。ビームスプリッタ４２は、例えば、２種類の作用、すなわち、
ビームスプリッタ４２はほぼ完全な反射性であるか、
またはほぼ完全な光透過性であるか、の間で変化するように設計される。

例えば、ビームスプリッタ４２が完全な光透過性である場合、上部カメラ１４の光軸４０は偏向せず、ユーザ３０の頭部の交点２４で交差する。この場合には、有効光軸２０は上部カメラ１４の光軸４０に一致する。しかし、ビームスプリッタ４２が完全な反射性である場合、上部カメラ１４の光軸４０は、図４に示されるとおり、ビームスプリッタ４２により公知の光学法則に従って偏向される。例えば、光軸４０は９０°の角度で、上部カメラ１４の光軸４０の第１の偏向された小部分４４内に偏向される。第１の偏向された小部分４４は、偏向ミラー４６などの別の光学素子と交差する。光軸４０の第１の偏向された小部分４４は、このように、典型的な光学法則に従って、光軸４０の第２の偏向された小部分４８内に再度偏向される。光軸４０の第２の偏向された小部分４８はユーザ３０の頭部と交差する。光軸４０の第２の偏向された小部分４８は、ビームスプリッタ４２が完全な反射性である場合は、上部カメラ１４の有効光軸２２に一致する。

ユーザ３０の頭部の小部分の時間遅れ画像は上部カメラ１４により生成され、画像は完全反射性ビームスプリッタ４２または完全透過性ビームスプリッタ４２のいずれかにより生成される。言い換えると、ユーザ３０の頭部の小部分の２つの画像は上部カメラ１４に基づいて生成され、上記画像は図１、２または３により生成される画像に一致する。しかし、この好ましい実施形態における画像は、１つの画像記録ユニット、すなわち上部カメラ１４によって時間遅れを伴って生成される。

図５は上部カメラ１４により生成される画像データ、すなわちユーザ３０の頭部の小部分の概略正面図の概略図を示し、ユーザの２つだけの眼鏡レンズ５０および眼鏡フレーム５２および右眼５４および左眼５６が示されている。右眼５４の瞳孔中心点５８および左眼５６の瞳孔中心点６０は、図５においてユーザデータとして示される。さらに、図５は、ボックス系における右眼５４に対する眼鏡フレーム５２の境界６２および左眼５６に対する眼鏡フレーム５２の境界６４と、ユーザの基準系における水平面と右眼５４に関する眼鏡フレーム縁部５２との交点６６と、ユーザ３０の水平面に垂直のユーザ３０の基準系における垂直面の交点６８とを示す。水平面は断続線７０で示され、垂直面は断続線７２で示される。

同様に、図５には左眼５６に対する水平面の交点７４および垂直面の交点７６が示され、水平面は断続線７８で示され、垂直面は断続線８０で示される。

瞳孔中心点５８、６０は、好ましくは、ユーザデータ位置決めユニット（図示せず）により自動的に決定される。この目的のために、ランプ２８のために個々の眼５４、５６の角膜上に発生する反射現象８２を用いる。なぜなら、図１に示される本発明の装置１０の実施形態によれば、例えば３つのランプ２８が配置され、３つの反射現象８２が特定の眼５４、５６について画像化される。反射現象８２は各眼５４、５６に対して、角膜上の特定のランプの目視軸の貫通点上に直接発生する。ランプ目視軸（図示せず）は、網膜上の中心に結像する特定ランプ２８の位置と、対応する眼５４、５６の特定の瞳孔中心点５８、６０との間の接続直線である。ランプ目視軸（図示せず）の延長線は光の眼回転点（図示せず）を通過する。好ましくはランプ２８は、それらランプが円錐形側面上に配置され、円錐形の頂点が右眼５４または左眼５６のそれぞれの瞳孔中心点５８または６０に置かれるように位置決めされる。円錐形の対称軸、円錐形の頂点から延びる上部カメラ１４の有効光軸２０に平行に位置し、３つのランプ２８はまた、円錐形頂点と特定のランプ２８の接続直線が円錐形頂点だけと交差するように位置決めされる。

右眼５４または左眼５６のそれぞれの瞳孔中心点５８または６０は、右眼５４または左眼５６の対する反射現象８２に基づき決定できる。

図６は図５による側部カメラ１６の画像データの概略図を示す。側部カメラ１６はユーザ３０の頭部の小部分の下の横方向に配置されるため、水平および垂直面と眼鏡フレーム５２の縁部との交点は、図５の場合と同様に、水平および垂直直線上に存在しない。水平面および垂直面との交点がその上にある直線は、側部カメラ１６の透視視野のために、傾斜した直線８４上に突き出る。したがって、水平面７０および垂直面７２は、眼鏡フレーム５２の縁部３６と突き出た直線８４のそれぞれが眼鏡フレーム５２の縁部３６と交差する位置で交差する。同様に瞳孔中心点５８、６０なまた、図６に示される画像データによる反射現象８２に基づいて決定できる。

眼鏡３０および眼５４、５６の系の３次元座標は、図５および６に示される交点６６、６８、７２、７４および瞳孔中心点５８、６０を用いて生成されてもよい。さらに、ボックス系における特定点を用いて、３次元座標を生成されてもよい。あるいは、３次元座標はまた、必要に応じてボックス系に従って決定される点を用いて、少なくとも部分的に生成されてもよい。画像データ内の位置、すなわち交点６６、６８、７２、７４および瞳孔中心点５８、６０に基づき、上部カメラ１４および側部カメラ１６の位置を知ることにより、位置関係は眼５４、５６および眼鏡３０の系内の３次元空間で生成できる。交点６６、６８、７４、７６および／または瞳孔中心点５８、６０は眼鏡士により決定し、コンピュータマウス（図示せず）により入力されてもよい。代替方法では、モニター１８は「タッチスクリーン」され、交点６６、６８、７４、７６および／または瞳孔中心点５８、６０はモニター１８に基づいて決定し、直接入力されてもよい。あるいは、これらデータはまた、画像認識ソフトウェアに基づいて自動的に生成されてもよい。詳細には、ソフトウェアサポートの画像分析はサブピクセル精細度で実行される。本発明のさらなる実施形態によれば、３次元空間内の光学パラメータを決定するために、眼鏡３８の別の点の位置が決定され、使用されてもよい。

ユーザ３０の光学パラメータは眼５４、５６および眼鏡３０の系の３次元ユーザデータに基づいて決定でき、頭部および注視運動はこの決定において考慮に入れることができる。この目的のため、例えば、複数画像が生成され、ユーザ３０は頭部運動を実行し、および／またはユーザの眼を用いて運動物体を追跡する。代替方法では、個々の頭部に関する画像、および例えば、眼の輻輳挙動を決定するため、または注視偏向挙動における差を決定するために使用される注視偏向に関する画像を生成することができる。図１に示されるとおり、ユーザは、好ましくは主位置に位置し、図２に示されるとおり、例えば、上部カメラ１４の有効光軸２０および主位置における眼５４、５６の目視軸の中心平行線は同一である。本発明の装置１０のさらなる実施形態は、１つの眼だけ、すなわち右眼５４または左眼５６のいずれかが上部カメラ１４および側部カメラ１６の両方により画像化されるように設計される。ユーザ３０の光学パラメータは１つの眼５４、５６に基づいて決定され、両方の眼５４、５６についての光学パラメータは対称性を仮定して決定される。

本発明によれば、部分反射ミラー２６内のユーザの鼻のブリッジの画像を、約５０から７５ｃｍの距離に見る。言い換えると、ユーザ３０は部分反射ミラー２６の正面の約５０から７５ｃｍの距離に位置し、部分反射ミラー２６内にユーザの顔の画像、詳細には鼻の付け根を見る。物体を見ることによる結果である眼５４、５６の位置、すなわち、眼５４、５６の輻輳は、光学パラメータを決定するときに考慮され、眼の回転は光学パラメータの決定の間において補償され、例えば、仮想ゼロ目視方向は実際の注視偏向を考慮して決定でき、ユーザの光学パラメータは仮想ゼロ目視方向、すなわち、決定されおよび測定されないゼロ目視方向に基づいて決定できる。したがって、有利には、ユーザ３０とカメラ１４、１６との距離は短い。詳細には、光学パラメータは予め近似的に決定できる。さらに、眼鏡３８は予め調節でき、光学パラメータは予め調節された眼鏡に対して、本発明の装置を用いて決定できる。

さらに、さらなる好ましい実施形態によれば、装置１０は、３次元空間における眼鏡フレーム３６の縁部と垂直面７２との上部交点６８および下部交点６８を通る直線の間の角度から、各眼５４、５６に対して眼鏡３８の広角度を計算するように設計される。さらに、平均広角度は右眼５４に対して決定された広角度と左眼５６に対して決定された広角度から決定できる。さらに、右眼５４の広角度が左眼５６の広角度から少なくとも１つの所定の最大値までずれる場合、警報通知を出力できる。このような通知は、例えばモニター１８を用いて出力できる。同様に、湾曲角度および角膜頂点距離および／または瞳孔間距離は、右眼５４および左眼５６ならびにそれらの平均値に対する３次元データセットから決定でき、通知は、必要に応じて、右眼５４および左眼５６に対する値のずれがそれぞれ最大値を超えると、モニター１８を介して出力できる。

あるいは、角膜頂点距離は基準点必要条件に従って、または光回転点必要条件に従って計算できる。基準点必要条件によれば、角膜頂点距離は、ゼロ目視方向における眼の目視軸の貫通点における角膜の前面の眼鏡レンズ５０の頂点の距離に一致する。光回転点必要条件によれば、角膜頂点距離は眼鏡レンズ５０から角膜までの最小距離に一致する。

さらに、本発明の装置１０は、眼鏡レンズ５０の研削高さが、主位置における眼５４、５６の貫通点と、レンズ平面における下部水平接線から眼鏡レンズ５０のレンズ平面との距離に基づき計算されるように設計できる。下部水平接線は、例えば、図５および６のボックス系に従う境界６２、６４の線８４である。好ましくは、装置１０は、眼鏡レンズ５０のレンズ形状に対する３次元の閉じた多角形が各眼５４、５６についての眼鏡フレーム５２の縁部３６上の点から決定され、レンズ形状に対する平均の多角形が、右眼５４および左眼５６の特定の眼鏡レンズ５０の多角形から決定できるように設計される。

あるいは、右眼５４および左眼５６に対して決定される光学パラメータの値を平均する代わりに、光学パラメータ、またはレンズ形状に対する多角形が、眼５４、５６の一方の眼鏡レンズ５０に対してだけ決定され、これらの値を眼５４、５６の他方に使用する。

さらに、好ましい実施形態においては、本発明による装置を使用して、ユーザ３０の画像を生成し、フレームおよび／または眼鏡レンズの複数セットの画像データを画像上に重ね合わせることができ、これによりユーザ３０に最適アドバイスを与えることができる。詳細には、その画像データが生成された画像データ上に重ね合わされる眼鏡レンズの材料、層、厚み、および色は、変化してもよい。したがって、本発明による装置１０は、目的に合わせた推奨、詳細には、複数の異なる眼鏡フレームまたは眼鏡レンズに対する最適の個々のパラメータを提供するように設計できる。

図７および８は、例えば、上部カメラ１６により生成された画像（図７）および側部カメラ１６により生成された画像（図８）を示す。この画像はまた、水平面７０および垂直面７２の交点６６、６８、ならびにユーザ３０の右眼５４に対する反射現象８２を示す。水平面７０および垂直面７２と、側部カメラ１６の透視視野を直線８４として考慮に入れる、眼鏡フレーム５２の縁部３６との交点の可能な延長線は、図８に示される。

図９は、例えばモニター１８上に表示される出力画像を示し、上部カメラ１４の画像データ（カメラ１として識別される）および側部カメラ１６の画像データ（カメラ２として識別される）が示されている。さらに、側部カメラ１６の画像は、ユーザデータを重ねて示されている。さらに、右眼５４および左眼５６の対する光学パラメータ、ならびにそれらの平均値が示されている。

好ましくは、複数のランプ２８は、各眼５４、５６の反射現象８２が、角膜上または両方のカメラ１４、１６に対する貫通点まわりに幾何的に定義された、特定の目視軸の貫通点で直接生成されるように配置される。さらに、ランプ２８は、好ましくは、反射現象８２が主位置における眼５４、５６の特定の目視軸の貫通点に対して特に生成されるように配置される。特に好ましくは、両方の眼について、近似的に幾何的に定義された角膜反射現象が、上部カメラ１４に対しては貫通点まわりに位置し、側部カメラ１６に対しては、反射現象は主位置における眼５４、５６の目視軸の貫通点に位置する。上記反射現象は、主位置において反射される側部カメラ１６の有効光軸２２の眼５４、５６の２つの目視軸に平行な特定の中心上のランプ２８および２つの別のランプにより発生し、反射現象は、主位置における眼５４、５６の２つの目視軸、反射される側部カメラ１６の有効光軸２２のおよび２つの別のランプ２８により発生し、円錐形軸および側部カメラ１６の有効光軸２０と同様に、主位置における眼５４、５６の目視軸に平行な中心により、円錐形上の母線として定義され、このとき、全てのランプ２８は円錐形の分離した母線上に位置し、使用されるランプ２８は式に一致する水平延長を有するようにされる。

（平均瞳孔間距離）／（水平延長）＝（上部カメラ１４と眼５４、５６との距離）／（ランプ２８と眼５４、５６との距離）

本発明は上述の特定の好ましい実施形態に限定されない。本発明はまた、本発明の変形例、詳細には、ユーザの光学パラメータを決定するための本発明による装置の使用の変形例を備える。

さらに、本発明はユーザの光学パラメータを決定する装置およびユーザを含むシステムを備え、システムは、
それぞれがユーザの頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するように設計され、配置されている、少なくとも２つの画像記録ユニットと、
データ処理ユニットと、を備え、
このデータ処理ユニットは、
生成された画像データに基づき、頭部の少なくとも小部分または頭部の系の少なくとも小部分および着装位置における小部分上に位置付けられた対の眼鏡のユーザデータを決定するように設計され、ユーザデータが頭部の小部分または系の小部分の所定の点の３次元空間における位置情報を含む、ユーザデータ決定ユニットと、
ユーザデータに基づきユーザの光学パラメータの少なくとも一部を決定するように設計された、パラメータ決定ユニットと、を有し、
さらに、システムは
ユーザの決定された光学パラメータの少なくとも一部を出力するように設計された、データ出力ユニット、を備える。

本発明の装置の好ましい実施形態の動作位置における概略斜視図を示す。 図１による画像記録ユニットの構成の動作位置における上面からの概略断面図を示す。 図１による画像記録ユニットの構成の動作位置における側面からの概略断面図を示す。 本発明のさらなる好ましい実施形態の動作位置における上面からの概略断面図を示す。 例示的な画像データの概略図を示す。 例示的な画像データのさらなる概略図を示す。 図５による例示的な画像データを示す。 図６による例示的な画像データを示す。 本発明の好ましい実施形態による出力である例示的出力データを示す。

参照符号リスト

１０ 装置
１２ 柱状体
１４ 上部カメラ
１６ 側部カメラ
１８ モニター
２０ 有効光軸
２２ 有効光軸
２４ 交点
２６ 部分反射ミラー
２８ ランプ
３０ ユーザ
３２ 位置
３４ 位置
３６ 眼鏡レンズ縁部／眼鏡フレーム縁部
３８ 眼鏡
４０ 光軸
４２ ビームスプリッタ
４４ 第１の偏向された光軸の小部分
４６ 偏向ミラー
４８ 第２の偏向された光軸の小部分
５０ 眼鏡レンズ
５２ 眼鏡フレーム
５４ 右眼
５６ 左眼
５８ 瞳孔中心点
６０ 瞳孔中心点
６２ ボックス系の境界
６４ ボックス系の境界
６６ 交点
６８ 交点
７０ 水平面
７２ 垂直面
７４ 交点
７６ 交点
７８ 水平面
８０ 垂直面
８２ 反射現象
８４ 直線
８６ 下部水平接線

Claims (24)

1. １対のレンズを有する眼鏡を着装したユーザ（３０）の光学パラメータを決定する装置（１０）であって、
   ユーザ（３０）の頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するように設計され、配置された少なくとも２つの画像記録ユニット（１４、１６）と、
   データ処理ユニットと、を有し、
   このデータ処理ユニットは、
   生成された画像データに基づき、頭部の少なくとも１つの小部分および着装位置における小部分上に位置付けられたユーザ（３０）の前記眼鏡（３８）の３次元のユーザデータを決定するように設計され、前記ユーザデータが頭部の小部分の所定の点の３次元空間における位置情報を含む、ユーザデータ決定ユニットと、
   前記ユーザデータに基づきユーザ（３０）の光学パラメータの少なくとも一部を決定するように設計された、パラメータ決定ユニットと、を有し、
   前記２つの画像記録ユニット（１４、１６）は、円錐軸とユーザ（３０）のゼロ目視方向が平行であって、円錐の斜辺と円錐軸との角度である開口角度が１０°から６０°である円錐形により囲まれる空間領域内に位置し、
   前記２つの画像記録ユニット（１４、１６）の有効光軸（２０、２２）は前記円錐形の頂点で少なくもほぼ交差し、
   前記円錐形の円錐頂点は、ユーザの瞳孔の１つの位置またはユーザの鼻の付け根の位置を基準点とした当該基準点と一致するか或いは１０ｃｍ未満の距離に位置し、
   動作中において、ユーザ（３０）の前記ゼロ目視方向は、前記画像記録ユニット（１４、１６）の少なくとも１つの前記有効光軸（２０、２２）に実質的に平行に位置決めされ、
   前記平行に位置決めされた画像記録ユニット（１４、１６）の前記有効光軸（２０、２２）は、地球の基準系における水平方向に実質的に平行に位置決めされることで、
   前記２つの画像記録ユニット（１４、１６）の有効光軸（２０、２２）は交差し交差角は１０°から６０°の間にあるか、
   または、
   前記２つの画像記録ユニット（１４、１６）の前記有効光軸（２０、２２）の地球の基準系における垂直面上及び/又は水平面上への延長線は、１０°から６０°の間の交差角で交差するかである、装置（１０）。
2. 前記画像記録ユニット（１４、１６）は、ユーザ（３０）の少なくとも１つの瞳孔が前記生成される画像データ内に完全に画像化されるように設計され、配置されている、請求項１に記載の装置（１０）。
3. 前記画像記録ユニットは、ユーザ（３０）の少なくとも１つの瞳孔および１つの眼鏡フレーム縁部および／または１つの眼鏡レンズ縁部（３６）は、前記生成される画像データ内に画像化され、ユーザ（３０）の少なくとも１つの瞳孔は、前記生成画像データ内の前記眼鏡フレーム縁部および／または前記眼鏡レンズ縁部により囲まれるように設計され、配置されている、請求項１または２に記載の装置（１０）。
4. 前記ユーザデータは、以下の点、すなわち
   前記ユーザ（３０）の基準系の水平面（７０、７８）と、眼鏡（３８）の前記眼鏡レンズ縁部および／または前記眼鏡フレーム縁部（３６）との交点（６６、７７）であって、前記ユーザ（３０）の前記水平面（７０、７８）は前記ユーザ（３０）の両方の瞳孔と交差し、前記ユーザ（３０）の前記ゼロ目視方向に平行に走る、交点（６６、７４）と、
   前記ユーザ（３０）の基準系の垂直面（７２、８０）と、眼鏡（３８）の前記眼鏡レンズ縁部および／または前記眼鏡フレーム縁部（３６）との交点（６８、７６）であって、ユーザ（３０）の前記垂直面（７２、８０）は、ユーザ（３０）の前記水平面（７０、７８）に垂直に、およびユーザ（３０）の前記ゼロ目視方向に平行に走り、ユーザ（３０）の瞳孔と交差する、交点（６８、７６）と、
   少なくとも１つの瞳孔中心点（５８、６０）と、
   ボックス系（ｂｏｘｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）における寸法に従うユーザの少なくとも１つの眼鏡レンズの境界（６２、６４）と、
   眼鏡（３８）の前記眼鏡フレーム（５２）のブリッジ中心点と、
   の点の少なくとも１つの位置情報を含む、請求項１から３の一項に記載の装置（１０）。
5. 前記光学パラメータは、ユーザ（３０）の以下の値、すなわち、
   瞳孔間距離
   単眼瞳孔間距離
   基準点必要条件に従うおよび／または眼の回転点必要条件に従う角膜頂点距離
   単眼中心距離
   中心点座標
   レンズ距離またはボックスレンズ距離
   中心の分散
   レンズ高さおよび幅またはボックスレンズ高さおよび幅
   レンズ中心距離またはボックスレンズ中心距離
   眼鏡レンズ広角度
   湾曲角度
   研磨高さ、
   の値の少なくとも１つを含む、請求項１から４の一項に記載の装置（１０）。
6. 前記開口角度は、６０°から１０°の間、好ましくは４５°から２０°の間、特に好ましくは約３０°である、請求項１から５の一項に記載の装置（１０）。
7. 前記画像記録ユニット（１４、１６）の有効光軸（２０、２２）は少なくともほぼ交差し、交差角度は、４５°から２０°の間、特に好ましくは３０°である、請求項１から６の一項に記載の装置（１０）。
8. 動作中において、ユーザ（３０）の前記水平面は、前記画像記録ユニット（１４、１６）の少なくとも１つの前記有効光軸（２０、２２）が前記水平面内に存在するように位置決めされる、請求項１から７の一項に記載の装置（１０）。
9. 動作位置において、前記画像記録ユニット（１４、１６）の１つは、その有効光軸（２２、２４）がユーザ（３０）の鼻の付け根と少なくともほぼ交差するように配置される、請求項１から８の一項に記載の装置（１０）。
10. 前記画像記録ユニット（１４、１６）の１つは、その有効光軸（２０、２２）がユーザ（３０）の瞳孔に関して対称的に配置されるように位置合せされる、請求項１から９の一項に記載の装置（１０）。
11. 前記少なくとも２つの画像記録ユニット（１４、１６）の前記有効光軸（２０、２２）の地球の基準系における水平面上への延長線は、１５°から４０°の間、特に好ましくは２３．５°の交差角で交差する、請求項１から１０の一項に記載の装置（１０）。
12. 前記少なくとも２つの画像記録ユニット（１４、１６）の前記有効光軸（２０、２２）の地球の基準系における垂直面上への延長線は、１５°から４０°の間、特に好ましくは２３．５°の交差角で交差する、請求項１から１１の一項に記載の装置（１０）。
13. 動作位置において、ユーザ（３０）の前記ゼロ目視方向は地球の基準系における前記水平面に平行に位置決めされる、請求項１から１２の一項に記載の装置（１０）。
14. 前記ユーザデータ決定ユニットはさらに、画像データの２次元空間内の位置を所定のユーザデータに割り当てるように設計されたユーザデータ位置決めユニットを備えている、請求項１から１３の一項に記載の装置（１０）。
15. 前記ユーザデータ位置決めユニットは、前記所定のユーザデータの少なくとも一部に割り当てられる画像データ内の前記位置がオペレータにより割り当てできるように設計されている、請求項１４に記載の装置（１０）。
16. 前記ユーザデータ位置決めユニットは、３次元空間における前記画像記録ユニット（１４、１６）の少なくとも１つの位置情報を考慮して、画像データの所定の位置に前記所定のユーザデータを割り当てるように設計されている、請求項１５に記載の装置（１０）。
17. 前記ユーザデータ位置決めユニットは、画像データの２次元空間内の位置を前記ユーザデータの少なくとも一部に自動的に割り当てるように設計されている、請求項１４から１６の一項に記載の装置（１０）。
18. 前記少なくとも２つの画像記録ユニット（１４、１６）は、画像データを同時に生成するように設計されている、請求項１から１７の一項に記載の装置（１０）。
19. 前記画像記録ユニット（１４、１６）は、ユーザ（３０）の両方の眼の画像データを同時に生成するように設計されている、請求項１から１８の一項に記載の装置（１０）。
20. 前記画像記録ユニット（１４、１６）は、ユーザの複数の異なる目視方向に対するユーザ（３０）の画像データを同時に生成するように設計されている、請求項１から１９の一項に記載の装置（１０）。
21. 前記データ処理装置は、複数セットの画像データに基づいてユーザ（３０）の目視挙動を決定するように設計されている、請求項２０に記載の装置（１０）。
22. 請求項１〜２１に記載の装置を用いて前記１対のレンズを有する眼鏡を着装したユーザ（３０）の光学パラメータを決定する方法であって、
    前記２つの画像記録ユニット（１４、１６）を用いて、２つの異なる記録方向からのユーザ（３０）の頭部の少なくとも小部分の画像データを生成するステップと、
    前記生成された画像データに基づき、頭部の少なくとも小部分および着装位置において前記小部分上に位置するユーザ（３０）の前記眼鏡（３８）の３次元のユーザデータを決定するステップであり、前記ユーザデータが頭部の小部分の所定の点の３次元空間における位置情報を含む、ステップと、
    前記ユーザデータに基づきユーザ（３０）の前記光学パラメータの少なくとも一部を決定するステップと、
    ユーザ（３０）の前記決定された光学パラメータの少なくとも一部を出力するステップと、を有する、
    光学パラメータを決定する方法。
23. 少なくとも１つの瞳孔が前記生成される画像データ内に完全に画像化される、請求項２２に記載の方法。
24. 前記ユーザ（３０）の少なくとも１つの瞳孔および眼鏡フレーム縁部および／または眼鏡レンズ縁部（３６）は生成される画像データ内に画像化され、ユーザの前記少なくとも１つの瞳孔は、前記生成画像データ内の前記眼鏡フレーム縁部および／または前記眼鏡レンズ縁部（３６）により囲まれる、請求項２２または２３に記載の方法。

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