KR20170054511A - 피검자에게 안경을 맞추기 위해 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법, 및 고정형 비디오 센터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 방법은, 스테레오 카메라 시스템(4), 스테레오 카메라 시스템의 높이에 배치된 거울(3) 및 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 의해 피검자에게 안경을 맞추기 위한 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법에 관한 것으로, 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에는 스테레오 카메라 시스템(4)의 카메라들의 정정 데이터, 공간 내 카메라의 위치에 관한 카메라들의 영상 비율들이 추가적으로 저장된다. 두 카메라들이 안경 프레임(2)이 제공되는 피검자(1) 머리의 영역의 영상을 동시에 기록하는 동안, 피검자(1)는 가상 거울 평면(5)에 생긴 그의 머리의 거울상으로(중립적 뷰 방향으로) 시선이 향하게 한다. 광학적 데이터의 방향, 거리 및 높이 위치는 소프트웨어 및 저장된 정정 데이터, 영상 비율들 및 위치 정보에 의해 결정되고, 여기서 존재하는 위치-관련 크기 변화 및 왜곡은 정정 계산에 의해 상쇄된다. 그래서 피검자의 얼굴에 대한 단 하나의 기록만이 안경에 대한 센터링 데이터를 결정하기 위해 필요하고, 여기서 측정 시간과 그에 따른 피검자의 시간 부담은 크게 줄어든다.

Description

피검자에게 안경을 맞추기 위해 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법, 및 고정형 비디오 센터링 시스템{METHOD FOR DETERMINING OPTICAL PARAMETERS OF A TEST SUBJECT WITH MEASUREMENT ACCURACY IN ORDER TO ADAPT A PAIR OF EYEGLASSES TO THE TEST SUBJECT, AND IMMOBILE VIDEO CENTERING SYSTEM}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 피검자에 맞게 한 쌍의 안경알을 조정하기 위하여 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법 및 청구항 제2항의 전제부에 따른 피검자에 맞게 한 쌍의 안경알을 조정하기 위하여 피검자의 광학적 파라미터들을 결정하는 움직이지 않는 비디오 센터링 시스템으로부터 비롯된다.

피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법 및 피검자의 광학적 파라미터들을 결정하는 고정형 비디오 센터링 시스템은 이미 공지 기술에 속한다. 예를 들어, 사용자의 광학적 파라미터들을 결정하는 장치 및 시스템은 알려져 있고, 이 방법에서 적어도 사용자 머리의 서브 영역들에 대한 영상 데이터가 적어도 두 개의 상이한 촬영 방향으로부터 생성된다. 적어도 머리의 서브 영역에 관한 또는 적어도 사용자의 머리로 구성된 시스템의 서브 영역에 관한 사용자 데이터 및 머리의 사용 위치에 배치된 안경은 이러한 영상 데이터로부터 결정될 수 있고, 여기서 사용자 데이터는 머리의 서브 영역 또는 시스템의 서브 영역의 기결정된 지점들의 3차원 공간에서의 위치 정보를 포함한다. 사용자 데이터에 기초하여, 사용자의 광학적 파라미터들 중 적어도 일부는 결정되고 출력된다.

이 유형의 방법을 수행하는 장치는 적어도 두 개의 영상 기록 장치, 데이터 처리 시스템 및 데이터 출력 장치를 포함한다. 영상 기록 장치들은 그들 각각이 적어도 사용자 머리의 서브 영역들에 대한 영상 데이터를 생성하도록 설계된다. 그들의 유효한 광축들은 10°와 60° 사이의 교차각으로 교차하거나, 또는 그들 사이의 거리는 10cm 미만이고, 여기서 수평면상으로의 상기 유효 광축들의 투사(projection)는 10° 내지 60°의 각도로 교차하고, 유효 광축들과 평행한 수직 평면상으로의 유효 광축들의 투사는 10° 내지 60°의 각도로 교차한다.

데이터 처리 시스템은 사용자 데이터를 결정하는 장치를 구비하고, 이 장치는 생성된 영상 데이터에 기초하여 적어도 머리의 한 서브-영역 또는 적어도 사용자 머리로 구성된 시스템의 한 서브-영역에 대한 사용자 데이터 및 머리의 사용 위치에 배치된 안경을 식별하도록 구성된다.

데이터 처리 시스템은 파라미터 결정 시스템을 더 포함하고, 이 파라미터 결정 시스템은 사용자 데이터에 기초하여 사용자의 광학적 파라미터들 중 적어도 일부를 식별하도록 구성된다. 유리하게는, 데이터 처리 시스템은 두 개의 작업, 즉 사용자 데이터 및 파라미터들을 결정하는 것을 수행하는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서이다. 데이터 출력 장치는 사용자에 대하여 결정이 된 적어도 일부의 광학적 파라미터들을 출력한다(EP 1 844 363 B1).

이 방법의 단점은 사용자의 얼굴에 대해 상이한 높이의 위치들에서 촬영된 영상들이 필요하고, 이 때문에 사용자에 대해 상이한 높이에서 카메라를 마련하고, 그것들의 유효 광축들은 사용자의 얼굴, 특히 콧대를 향하는 특정 각도로 지향되어야 하고, 여기서 카메라의 광축은 항상 중립적 뷰 방향으로 지향되어야 한다. 더욱이, 사용자 뒤에 배치된 카메라를 향하는 거울은 반투명이어야 한다. 더 나아가, 이 장치는 피검자의 얼굴이 상대적으로 거울에 가깝게, 즉 20cm 미만으로, 위치할 것이 요구되고, 이는 자연스러운 먼 거리 시야 상황과 대응하지 않는다. 실제로, 이정도의 정확성을 갖는 위치 지정은 해내기 어렵고 항상 피검자에 의한 어느 정도의 영향을 필요로 하고, 그래서 신뢰할 수 있는 파라미터들의 결정에 필수적인 전제조건들 중 하나, 즉 피검자의 평소의 편안한 머리와 몸 자세도 역시 달성하기 어렵다.

이 방법의 추가적인 실질적인 단점은, 어떠한 측정 지점들도 시스템에 자동으로 제공되지 않기 때문에; 사용자가 손으로 모니터에 그 지점들 모두를 표시해야 하므로, 고도의 손이 가는 수고 및 이에 따른 사용자와 피검자 둘 다 많은 시간을 들인다는 점이다. 또한 알려진 것은 안경에 대한 센터링 데이터를 결정하기 위해 피검자의 시야에 대한 평가를 갖는 제자리의 비디오 센터링 시스템으로서, 비디오 녹화를 위한 영상부, 카메라부 및 소프트웨어 기반의 평가부를 포함한다. 피검자에게 안보이는 적어도 하나의 카메라는 오른쪽 및 왼쪽 각각에 위치한다. 피검자에게 시각적으로 인상적인 영상들을 피검자에게 영상부상에서 보여주고, 그는 화면상의 이벤트들을 따라가기 위해서 화면에 상대적인 특정 거리들 및 위치들을 가늠하려고 보는 능력에 의해 자동적으로 끌리게 된다(WO 2011/131169 A1). 비록 이것은, 힘을 뺀 그리고 안경사의 지시를 받지 않거나 귀찮게 생각하지 않는 피검자에게 기분 좋은 제자리에 있는 상황을 만들지만, 그럼에도 영상들을 쫓아갈 때 피검자의 어느 정도의 집중력을 요한다. 추가적으로, 이 방법은, 센터링 데이터를 결정하기 위해서 다양한 눈동자 위치들이 기록되어야 하기 때문에 피검자가 긴 시간에 걸쳐 그가 보는 방향을 바꾸는 상황에 처해 있어야 하므로, 매우 시간이 걸린다. 더욱이, 화면이 반드시 제공되어야 하고 영상들이 피검자의 주의를 끌도록 생성되어야 하므로, 비디오 센터링 시스템 그 자체는 여전히 상대적으로 복잡하다.

안경 렌즈에 대한 센터링 데이터를 결정하는 비디오 센터링 시스템 및 방법은 역시 알려져 있다. 이러한 이동형(mobile) 비디오 센터링 시스템은 적어도 하나의 영상 캡처 장치(고정된 광축들을 갖는 스테레오 카메라 시스템), 컴퓨터를 구비한 영상 처리부 및 컨트롤러로 구성되고, 여기서 모든 컴포넌트들은 모바일 하우징에 통합된다. 추가적으로, 시력 검사표를 표시하는 화면은 피검자가 마주하는 비디오 센터링 시스템의 측면에 위치한다. 안경 렌즈의 센터링 데이터를 결정하는 방법에 있어서, 피검자의 각양각색의 보는 상황들에 대한 추가적인 시선들은 안경 프레임에 관하여 계산된다. 이를 위하여, 사용자는, 사용자가 마주하는 장치의 후방 측면에 배치된 디스플레이에 의해 지원되는 보는 상황의 위치 특성으로 비디오 센터링 시스템을 위치시키고, 필요한 경우 위치를 검사 및 정정한 후에, 사용자는 모든 영상 기록 장치들을 동시에 작동시킨다(DE 10 2011 009 646 A1). 이 방법을 수행하기 위하여, 영상의 녹화 전에 또는 그 동안에 영상 기록 장치를 보정하거나 전체 시스템을 조절하는 것이 필요하다. 또 불리한 점은 비디오 센터링 시스템이 항상 피검자의 얼굴 높이에 고정되어야 한다는 사실이다.

가령, 선반 또는 밀링 부품과 같은 공작물처럼, 특별히 명확하게 정의된 기하학적 바디의 완전 자동 3차원 측정을 가능하게 하는 입체(stereoscopic) 측정 방법들은 마찬가지로 알려져 있다.

비디오 센터링에 관계된 작업들에 관하여, 두 개의 2차원 영상(스테레오 영상)으로 렌더링된 3차원 바디의 입체 3차원 측정을 위한 (예를 들어, 에피폴라 기하 구조(epipolar geometry)에서의 상관관계 및 함수를 식별하는 알고리즘에 의한) 통상의 방법들은 두 가지 주된 이유로 성공적이지 않다.

1. 입체 측정을 위한 알려진 방법들은, 직육면체의 모서리와 같이, 3차원 바디에서 정확히 동일한 위치를 갖는 두 개의 2차원 표현들(영상들) 모두에 고유하게 할당할 수 있는 지점들이 필요하다. 측정하고자 하는 물체에서, 즉 안경 프레임 및 사람 눈에서, 이것은 최초의 근사치로 성립되지 않는다.

2. 비디오 센터링의 측정 작업은 피검자가 중립적인 뷰 방향으로 볼 때 렌즈의 광학적 중심의 결정을 수반한다. 통상의 스테레오 카메라 시스템에서, 이 중립적 뷰 방향은 두 개의 2차원 표현들(영상들)에서 보이지 않는데, 왜냐하면 그렇게 함으로써, 그 자체로 증가된 수고와 연관된, 카메라 시스템이 피검자의 눈높이에 위치하는 것이 기계적 및 전자 제어 기술에 의해 보장되게 하기 때문이다.

마지막으로, 안경을 쓰는 사람의 개인적인 파라미터들을 결정하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품은 알려져 있다. 이 방법에서, 광학적 사용자 데이터는 하나가 다른 하나 위에 서로 등간격으로 배열된 다수의 영상 기록 장치들에 의해 결정된다. 하나가 다른 하나의 바로 위로 배열되는 영상 기록 장치들의 광학적 축들은 그래서 서로간에 평행하게 지향된다(DE 10 2012 007 831 A1). 바람직하게는, 영상 기록 장치가 배열되고 조절된 특별한 공간이 영상 기록을 위해 요구된다.

따라서, 본 발명은 피검자에게 한 쌍의 안경알을 맞추기 위하여 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법을 전개하는 문제를 다루며, 상기 방법은 더 적은 측정 시간 및 운영자 및 피검자 둘 모두에 의해 수행되는 더 적은 활동들을 요구한다. 피검자에게 안경을 맞추기 위한 피검자의 광학적 파라미터들을 결정하는 알려진 고정형 비디오 센터링 시스템은 더 적은 수고가 필요하며 측정 프로세스가 피검자에게 더 적게 요구되도록 수정되어야 한다.

대조적으로, 청구항 제1항의 특징을 갖는 피검자에게 한 쌍의 안경알을 맞추기 위하여 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하기 위한 본 발명의 방법은, 유사한 방법을 수행하기 위한 선행 기술로부터 알려진 장치들에서 이미 사용된 바와 같은, 피검자가 거울 속의 자신의 눈을 바라본 후에 안경의 센터링 데이터를 계산하기 위하여 피검자 얼굴 또는 안경이 자리하는 얼굴의 영역에 대한 단 하나의 기록된 영상 또는 짧은 일련의 영상들만 필요하며, 그 결과로 피검자는 영상을 기록하기 위해 필요한 중립적인 시선 방향(멀리 보는 수평의 시선)을 피검자가 어느 정도 자동적으로 취하게 된다는 이점을 가진다. 스테레오 카메라 시스템의 적어도 두 개의 카메라를 동시에 작동시킴으로써, 측정 시간 및 피검자가 지는 시간 부담은 크게 줄어든다.

본 발명의 방법은 또한 왜곡과 같은 영상 오류를 포함하는, 스테레오 카메라 시스템의 적어도 두 개의 카메라의 특성값들 및 고유한 영상 속성들이 기록되고, 물리-수학적 모델을 이용하여, 데이터 처리 및 데이터 출력 장치의 소프트웨어에 정정값들, 예컨대 값들의 테이블 형태로 저장된다. 카메라의 고유한 영상 속성들은 삼각측량법(절편 정리(intercept theorem))에 충실하기 때문에, 카메라의 특성값들은 적절한 측정 장치 및/또는 측정 방법으로 쉽게 판단할 수 있다. 이 고유한 영상 특성들은 안경의 영상 크기뿐 아니라 카메라의 촬영 영역 내 안경의 구체적인(불연속적인) 높이 범위들의 위치를 포함하고, 이 둘은 적어도 두 개의 카메라의 렌즈 평면으로부터 안경이 얼마나 멀리 떨어져 있는가에 따라 달라진다. “초점 거리”, “서로 상대적인 카메라들의 위치” 및 “거리 범위”인 특성값들은 측정 영역 내 공간의 각 지점이 두 카메라에 의해 기록이 되도록 해석된다. 소프트웨어 내 저장된 정정 계산은, 예를 들어, 광학적 중심들이 카메라에 의해 기록된 영상들에서 보이지 않더라도, 피검자의 수평측 뷰 방향으로의 렌즈들의 광학적 중심들을 검출하는 것을 가능하게 만든다.

본 발명의 방법의 원리:

스테레오 카메라 시스템을 구성하는 전자 카메라의 광학적 및 전자적 기능들 뿐만 아니라 서로 상대적인 그들의 공간적 위치는 시스템을 생성하는 과정 동안 교정 방법에 의하여 가능한 한 정확하게 결정된다.

평가 소프트웨어는 안경 프레임의 형태 또는 안경 프레임 모양의 부품들과 같이 특징들을 알고 있는 물체(안경 프레임)의 개별 입체 영상들을 조사한다. 이 과정에서는 세 가지 가능성이 존재한다:

1. 구체적인 안경 프레임의 모양이 구체적인 측정에 따른 한 세트의 디자인 또는 측정 데이터로써 이용 가능할 경우에, 이들 데이터는 절차에 통틀어 사용될 것이다.

2. 이 경우가 아닐 경우에, 평가 소프트웨어는 쉽게 식별 가능한 안경 프레임 몰딩과 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장된 일반 데이터베이스를 자동적으로 비교한다, 상기 장치는 전형적인 안경 프레임 모양들을 담고 있고, 데이터베이스로부터 절차 중 나머지 동안 모양이 가장 근접하게 대응하는 안경 프레임 모양을 선택한다.

3. 만약 이 경우 또한 가능하지 않은 경우, 예를 들어 소프트웨어에 의해 검출된 안경 프레임의 모양 특징들(테두리)이 일반 안경 프레임 데이터베이스로부터 안경 프레임 모양을 할당하기에 불충분하기 때문에 그러한 경우, 소프트웨어는 센터링 데이터를 측정하는데 필요한 특징들을 결정하기 위한 검출된 안경 프레임 모양 테두리들을 사용한다.

이 과정으로부터 상세히 알게 된 완전한 안경 프레임 모양, 또는 세번째 경우에서 검출된 특징들은, 맞춤 조정하고자 하는 물체의 수평방향 틀어짐에 의해 영상이 수평방향으로 짧아짐이 실현된 것과 같은 개별 입체 영상들 내에 모든 세 공간 축들로 평가 소프트웨어에 의해 정확하게 위치된다.

이 과정으로부터 상세히 알게 된 개별 입체 영상들의 조정된 안경 프레임 모양들의 특징들은 입체 측정 기술, 가령 에피폴라 선들로 측정하는 기술을 사용하여 작성된다.

안경 프레임 및 중립적 뷰 방향의 피검자의 눈동자 사이에서 결정될 광학적 중심들을 검출하기 위한 준비에 있어서, 눈동자들의 중심들 및 개별 입체 영상들에 들어 맞는 알고 있는 안경 프레임 모양들의 특징들은 개별 입체 영상들 내에서 측정된다.

지금까지 설명한 방법들 및 그렇게 알아낸 값들을 사용하여, 평가 소프트웨어는 피검자 눈동자들의 중심들을 포함하는 안경 프레임의 3차원 입체 모델을 설정하는 것이 가능하다.

구조적으로 알려진 간격들과 같은 구조적 세부사항들 및 앞서 언급한 안경 프레임의 특징들의 위치를 알고 있기 때문에, 평가 소프트웨어는 또한, 스테레오 카메라 시스템에 상대적인 거리 및 안경 프레임의 상대적 높이와 같은, 안경 프레임에 관련된 카메라의 위치를 결정하기 위한 3차원 모델을 이용한다.

통상적인 영상 기록 상황에서, 카메라의 높이는 눈동자의 높이와 같지않다. 그래서 개별 입체 영상들에서 보이는 렌즈들의 (외견상의) 광학적 중심들은 실제 광학적 중심들과 대응하지 않고, 오히려, 카메라가 눈동자 높이보다 낮은 경우, 마찬가지로 더 낮다.

안경 프레임 및 카메라들의 위치들에 더하여 눈동자의 위치 및 눈의 회전 중심을 3차원 모델에서 알고 있기 때문에, 평가 소프트웨어는 중립적 뷰 방향에서 렌즈들의 광학적 중심들을 계산하기 위한 삼각측량 방법들을 사용한다.

입체 녹화의 경우에, 수평 방향의 카메라들은 피검자의 뷰 방향에 위치하지 아니하며, 대신 각각은 뷰 방향의 측면으로 벗어나게 그리고 바깥에 놓인다.

그러므로, 개별 입체 영상들에서 보이는 렌즈들의 (외견상의) 광학적 중심들은 진짜 광학적 중심들과 수평으로 대응하지 않고, 실제로는 측면으로 오프셋(offset)된다.

평가 소프트웨어는 카메라들 사이의 거울의 중심에서 뷰 방향에 따른 광학적 중심을 계산하기 위한 삼각측량 방법들(피검자의 뷰 방향과 카메라의 녹화 빔 간에 교차하는 선들의 정리(theorem))를 사용한다.

본 발명의 방법은 피검자의 존재하에 다음과 같이 진행된다:

해부학적으로 잘 맞는 안경 프레임을 착용한 피검자는 스테레오 카메라 시스템 및 거울 앞에 0.5m 및 1m 범위의 거리(대략 팔 길이) 내에 위치시켜서 그가 두 카메라에 의해 녹화되게 한다. 그는 자신의 눈을 바라보라는 지시를 받는다. 위에서 언급한 바와 같이, 이것은 피검자가 힘을 푼 머리 및 몸 자세를 취하게 하고, 피검자의 응시가 가상의 거울 평면에 거울로부터 2배의 거리에 중립적 뷰 방향으로 고정되게 만든다.

스테레오 카메라 시스템의 모든 카메라들은 피검자의 얼굴 중 적어도 안경 프레임이 차지하는 영역에 대한 동기화된 녹화가 동시에 이루어지게 한다.

영상들의 촬영 영역 내 안경 프레임 모양들의 위치들을 평가하기 위해서 위에서 기술한 저장된 정정 데이터, 영상 비율 및 위치 정보를 사용하여, 소프트웨어는 특징들의 방향, 거리 및 높이를 계산한다. 이때, 모든 가능한 위치-관련 및 방향-관련된 크기 변화 및 왜곡이 정정 계산에 의해 상쇄될 수 있기 때문에, 알려진 모든 경계 조건들, 및 피검자 눈동자들의 중심들의 위치와 같은 물체에 관한 모든 다른 영상 정보는 기하학적 측정을 위해 사용된다.

청구항 제2항의 특징들을 갖는 특허를 청구하는 고정형 비디오 센터링 시스템은, 상술했던 선행 기술보다 나은, 단순한 설계 및 피검자의 크기에 관계없이 카메라들을 이동하거나 피검자를 위한 광학적 애니메이션이 필요가 없는 유리한 점을 갖는다. 이것은 피검자의 눈 높이로 카메라를 지향시키는 것 없이 안경의 광학적 파라미터들을 결정하는 것을 가능하게 한다. 그들의 구경 각도 때문에, 사용되는 카메라들은 피검자들의 머리 높이에 정확하게 배치되거나 거기로 조정됨이 없이, 피검자들의 상이한 신장을 녹화한다. 반-투명하지 않아도 되는, 하나의 단순한 거울만을 사용함으로써, 피검자는 단지 거울 뒤의 가상 거울 평면에서, 거울 앞에 자신과의 거리와 등거리로 나타나는 자신의 반사상에만 집중해야 한다. 피검자는 자동적으로 자신의 반사상에, 특히 새로운 안경 프레임에 집중하고, 그의 눈을 바라보고 그렇게 해서 필요한 중립적 뷰 방향을 보장한다. 이것은 또한 측정 시간을 줄여서 피검자의 시간 부담을 줄이는데 기여한다. 이 비디오 센터링 시스템의 추가적인 장점은 첫 번째로 언급했던 선행 기술 공개문헌보다 피검자와 거울 사이의 거리를 유지하는 측면에서 덜 민감하다는 것이다. 상술한 바와 같이, 거리는 0.5m와 1m 사이의 범위 내에서 가변할 수 있다.

수직으로 옮길 수 있는 카메라가 없는 특허를 청구하는 실시예의 특별한 이점은 또한, 벽에 걸거나 테이블에 세워둘 수 있는 보편적인 거울처럼, 예를 들어 안경점에 설치될 수 있는, 매우 납작한 디자인을 갖는 기록 장치를 구성하는 것이 가능하게 된다는 사실에서 볼 수 있다.

특허청구하는 고정형 비디오 센터링 장치의 이러한 이점들은 스테레오 카메라 시스템이 전자 영상 기록 장치로서 사용되어서 달성되고, 상기 시스템은 적어도 두 개의 카메라, 가능한 정확히 알고 있는 전자 기능들 및 광학적 영상 속성들로 구성된다. 관련된 특성값들은 비디오 센터링 시스템과 연관된 데이터 처리 및 데이터 출력 장치 내에 저장된다.

카메라들은 같은 높이에 그리고 거울 높이에서 서로에 대해 정의된 수평 거리에, 각각이 거울의 중심의 길이방향 축에 대해 대칭적으로 움직이지 않게 배치된다, 즉 그들의 위치들, 서로간에 그들의 정의된 수평 거리, 및 피검자의 위치에 대한 그리고 방 안에 고정된 거울에 대한 그들의 지향방향들은 정의된 방식으로 고정된다. 그들의 정의된 광학적 축들은 정확하게 수평적으로 피검자를 향해 지향되고, 그리하여 두 카메라들의 시야는 피검자의 얼굴 중 적어도 안경이 자리한 부분을 포함한다. 이 고정식(immobilization)은 기하학적 관계들의 어떠한 의도치 않은 변화에 의해 일어나는 측정 오류들을 제외하기 위하여 안경의 센터링 데이터를 계산하는데 필요하다. 물론, 이것은 또한 카메라들을 그들의 수평 위치들 및 피검자에 대한 지향방향이 변경될 수 있도록 배열하는 것도 가능하다. 그러나 이 경우에는, 그것들이 일단 위치되고 지향되면 그것들이 그 자리에 단단히 고정되는 것을 반드시 보장해야 한다. 카메라들의 초점 거리, 그들의 수평 공간 간격 및 피검자와의 거리 범위는 측정 영역 내 공간의 각 지점들이, 거울의 양측에 같은 높이에 배열된 적어도 두 개의 카메라에 의해 녹화가 되도록 선택된다.

본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 카메라들은 거울의 중간 높이에 위치한다. 거울의 중간 높이는 성인의 평균 눈 높이에 이미 맞춰져 있기 때문에, 카메라들은 틀림없이 더 작거나 큰 사람의 눈 영역을 녹화할 것이다. 아이들은 발판 사다리 또는 높은 의자에 올라가야만 할 수도 있다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 카메라들은 고정된 초점 거리를 갖는다. 그리하여, 줌 렌즈에서 발생할 수 있고 결국 잘못 측정되는 의도치 않은 조절이 방지된다. 더 나아가, 고정된 초점 거리를 갖는 카메라들은 덜 비싸다. 영상들의 간단한 평가만이 아니라 측정 값들의 단순한 계산을 위하여, 동일한 초점 거리를 갖는 카메라들을 사용하는 것이 유리하다.

본 발명의 추가적인 유리한 실시예에 따르면, 수평면에서의 카메라들의 광학적 축들은 서로에 대해서 정의된 각도로 약간 지향된다. 이 각도는 4°와 12° 사이인 것이 좋다. 이 방식으로, 두 시야 간에 겹치는 곳이 넓어진다.

특허를 청구하는 대상의 바람직한 실시예들은 도면들에 도시되고 보다 세부적인 내용이 아래에 설명된다. 다음이 도시된다:
도 1은 특허를 청구하는 측정 환경의 측면도;
도 2는 특허를 청구하는 측정 환경의 상면도;
도 3은 피검자가 카메라 수준보다 낮은 도 1의 측정 환경의 측면도; 및
도 4는 고유의 안경 프레임 특징들을 갖는 안경 프레임을 착용한 피검자의 영상을 도시한다.

도 1은 원리에 따른 특허를 청구하는 고정형 비디오 센터링 시스템을 표현한 측면도를 도시한다. 그가 고르고 해부학적으로 잘 맞는 안경 프레임(2)을 가진 피검자(1)는 머리 높이에 수직적으로 배치된 거울(3) 앞에 서있고, 본 예시에서는 두 개의 카메라로 구성된 스테레오 카메라 시스템(4)은 상기 거울의 중간 높이에 위치하고, 이 시스템의 두 카메라는 같은 높이에 그리고 서로에 대해서도 거울(3)에 대해서도 모두 정의된 수평 거리에 거울(3)의 양측에 움직이지 않게 배치된다(도 2). 본 예시에서 피검자(1) 및 거울(3) 또는 스테레오 카메라 시스템(4) 사이의 거리는 약 1m이다. 거울을 쳐다보는 피검자(1)에 대하여, 가상 거울면(5)이 거울(3) 뒤 등거리에 나타난다. 피검자(1)는 거울(3)을 수평 방향으로, 소위 중립적 뷰 방향(6)으로 쳐다본다. 두 카메라의 수직방향 시야(7)는, 본 예시에서는 45°인, 그들의 수직 구경 각도에 의해서 결정된다. 도 2에서 알 수 있다시피, 본 예시에서의 두 카메라는 피검자(1)를 향해 가리키는 광축들(8)을 포함하는 수평면 상에 배열되고 서로를 향해 6°의 각도로 지향된다. 이것은 참조 기호 9의 양방향 화살표로 표시된, 두 카메라에 공통된 시야를 확대한다. 거울(3)의 폭은 본 예시에서는 피검자의 머리(1)의 폭과 대략적으로 대응한다. 이 방식으로, 피검자(1)는 자동적으로, 다음 차례에 영상들의 수학적 평가를 단순화할 수 있는, 두 카메라 사이의 대략 중심의 영역에 스스로 위치한다.

도 3은 도 1과 같은 시점에서의 특허를 청구하는 고정형 비디오 센터링 시스템의 도면을 도시하고, 차이점은 피검자(1)가 도 1의 그보다 더 작다, 달리 말하면, 그의 머리가 카메라들의 수직 시야(7)의 낮은 영역에 위치한다.

도 4는 비디오 센터링의 목적을 위한 측정과 관련된, 안경 프레임 특징들(A 내지 H) 중 측정 지점들의 선택에 의해 구별되는 안경 프레임(2)을 착용한 피검자(1) 및 피검자(1)의 눈에 눈동자 중심들(I 및 J)을 도시한다.

측정 지점들은 잘 맞는 안경 프레임 모양들의 다음 특징들을 나타낸다:

A 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 오른쪽의 상단

B 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 오른쪽의 하단

C 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 오른쪽의 바깥쪽 측면

D 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 오른쪽의 안쪽 측면

E 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 왼쪽의 상단

F 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 왼쪽의 하단

G 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 왼쪽의 안쪽 측면

H 외부 지점, 내측 안경 프레임 테두리, 왼쪽의 바깥쪽 측면

측정 지점 A, B, C 및 D는 예를 들어, 센터링 데이터를 측정하는데 필요하다. 측정 지점 A 및 B만이 아니라 E 및 F도 예를 들어, 프레임 렌즈의 폭을 결정하는데 이용된다. 측정 지점 I 및 J로 지시된, 눈동자들의 중심간 거리들, 및 지점 C와 D 사이 그리고 G와 H 사이와 같이, 안경 프레임 모양을 결정하는 거리들은 중립적 뷰 방향에서 광학적 중심들을 식별하기 위하여 개별 입체 영상들에서 측정된다. 측정 지점들(A 내지 H)의 위치 및 그들의 구조적으로 알려진 거리, 예를 들어 스테레오 카메라 시스템에 대한 안경 프레임의 거리 및 상대 높이에 기초하여, 평가 소프트웨어는 또한 안경 프레임에 대한 카메라들의 위치들을 결정한다.

여기 보인 모든 특징들은 개별적으로 및 어떤 조합으로도 모두 본 발명에 대해 필수적일 수 있다.

1 피검자
2 안경 프레임
3 거울
4 스테레오 카메라 시스템
5 가상 거울 평면
6 중립적 뷰 방향
7 수직 구경 각도
8 광축
9 공통 시야
A-H 안경 프레임의 측정 지점들
I 피검자의 우안 눈동자의 중심 지점
J 피검자의 좌안 눈동자의 중심 지점

Claims (6)

1. 피검자에게 안경을 맞추기 위해 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법으로서,
   - 적어도 두 개의 카메라를 포함하는 전자 영상 기록 장치,
   - 해부학적으로 잘 맞는 안경 프레임을 착용한 피검자의 맞은편 눈높이에 수직으로 배치된 거울, 및
   - “안경 프레임 데이터”라고 칭하는 상기 안경 및 안경 프레임의 파라미터들을 저장하는 데이터 처리 및 데이터 출력 장치를 이용하고,
   상기 전자 영상 기록 장치는 피검자의 얼굴 중 적어도 상기 안경 프레임이 차지하는 영역을 사진으로 기록하고, 상기 기록으로부터 획득한 영상 데이터는 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장된 안경 프레임 데이터와 비교되며, 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장된 소프트웨어는 피검자에 관한 안경의 측정된 값으로서 원하는 파라미터들을 식별 및 출력하는, 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법에 있어서,
   - 스테레오 카메라 시스템(4)이 상기 전자 영상 기록 장치로서 사용되고, 상기 시스템은 거울(3)의 길이 방향 중심 축에 대칭적으로 거울(3) 높이에 고정되고 상기 시스템의 카메라들은 영구적으로 설정된 광축을 가지며,
   - 상기 스테레오 카메라 시스템(4)의 카메라에 대한 정정 데이터와 상기 카메라의 영상 비율 및 검사실 내 카메라의 위치들에 관한 정보가 추가적으로 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장되고,
   - 피검자(1)는 자신의 눈을 바라봄으로써 가상 거울 평면(5)에 나타나는 머리의 반사상으로 시선을 향하며,
   - 이때부터, 상기 스테레오 카메라 시스템(4)의 카메라들은 피검자(1)의 머리 중 적어도 상기 안경 프레임(2)이 제공된 영역의 영상을 동시적으로 기록하고,
   - 획득한 영상 데이터의 방향, 거리 및 높이가 소프트웨어에 의해 상기 저장된 정정 데이터, 영상 비율 및 위치 정보를 사용하여 계산되고, 가능한 위치-관련 크기 변화 및 왜곡은 정정 계산에 의해 상쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 피검자의 광학적 파라미터들을 정밀하게 결정하는 방법.
2. 피검자에게 안경을 맞추기 위해 피검자의 광학적 파라미터들을 결정하는 고정형 비디오 센터링 시스템으로서,
   - 적어도 두 개의 카메라를 포함하는 전자 영상 기록 장치,
   - 해부학적으로 잘 맞는 안경 프레임을 착용한 피검자의 맞은편 눈높이에서 공간 축에 수직으로 배치된 거울, 및
   - “안경 프레임 데이터”라고 칭하는 상기 안경 및 안경 프레임의 파라미터들을 저장하는 데이터 처리 및 데이터 출력 장치를 포함하고,
   상기 전자 영상 기록 장치는 피검자의 얼굴 중 적어도 상기 안경 프레임이 차지하는 영역을 사진으로 기록하고, 상기 기록으로부터 획득한 영상 데이터는 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장된 상기 안경 프레임 데이터와 비교되며, 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장된 소프트웨어는 피검자에 관한 안경의 측정된 값으로서 원하는 파라미터들을 식별 및 출력하는, 고정형 비디오 센터링 시스템에 있어서,
   스테레오 카메라 시스템(4)이 상기 전자 영상 기록 장치로서 사용되고, 상기 시스템은 알려진 특성값들 및 영상 속성들을 가지는 카메라들을 가지며,
   상기 카메라들은,
   - 설정된 광축들을 가지고,
   - 서로에 대해 및 피검자(1)의 위치에 대해 설정된 수평 거리의 위치에 고정되며,
   - 같은 높이에 및 거울(3)의 길이 방향 중심 축에 대칭적으로 거울(3) 높이에서 서로에 대해 설정된 수평 거리에 영구적으로 배치되고,
   - 상기 거울의 초점 거리, 수평 거리 및 거리 범위는 측정 영역 내 공간의 각 지점이 기록되도록 선택되며, 및
   - 상기 카메라의 특성 값들 및 고유의 영상 속성들,
   - 상기 안경 프레임(2)과 카메라들의 렌즈 평면 사이의 거리의 함수로서의 고유의 영상 속성인 “안경 프레임(2)의 영상 크기”, 및
   - 상기 안경 프레임(2)과 카메라들의 렌즈 평면 사이의 거리의 함수로서의 고유의 영상 속성인 “카메라들의 촬영 영역 내 안경 프레임(2)의 구체적인 높이 범위의 위치”가 상기 데이터 처리 및 데이터 출력 장치에 저장되는 것을 특징으로 하는, 고정형 비디오 센터링 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 카메라들은 상기 거울(3)의 중간 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 고정형 비디오 센터링 시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 카메라들은 고정된 초점 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 고정형 비디오 센터링 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 카메라들은 동일한 초점 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 고정형 비디오 센터링 시스템.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   수평면에서 상기 카메라들의 광축(8)은 서로에 대해 특정 각도로 약간 지향된 것을 특징으로 하는 고정형 비디오 센터링 시스템.

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