PT106430B - Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara - Google Patents

Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara Download PDF

Info

Publication number
PT106430B
PT106430B PT106430A PT10643012A PT106430B PT 106430 B PT106430 B PT 106430B PT 106430 A PT106430 A PT 106430A PT 10643012 A PT10643012 A PT 10643012A PT 106430 B PT106430 B PT 106430B
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
user
screen
distance
face
pupils
Prior art date
Application number
PT106430A
Other languages
English (en)
Other versions
PT106430A (pt
Inventor
Augusto Dos Santos Silva César
Filipe Marques Da Silva André
Original Assignee
Cesar Augusto Dos Santos Silva
Andre Filipe Marques Da Silva
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cesar Augusto Dos Santos Silva, Andre Filipe Marques Da Silva filed Critical Cesar Augusto Dos Santos Silva
Priority to PT106430A priority Critical patent/PT106430B/pt
Priority to PCT/IB2013/051037 priority patent/WO2014006516A1/pt
Priority to US14/122,169 priority patent/US9323075B2/en
Priority to EP13714698.1A priority patent/EP2898819A1/en
Priority to US14/089,552 priority patent/US9291834B2/en
Publication of PT106430A publication Critical patent/PT106430A/pt
Publication of PT106430B publication Critical patent/PT106430B/pt

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003Measuring during assembly or fitting of spectacles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/0016Operational features thereof
    • A61B3/0025Operational features thereof characterised by electronic signal processing, e.g. eye models
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/11Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils
    • A61B3/111Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring interpupillary distance or diameter of pupils for measuring interpupillary distance
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003Measuring during assembly or fitting of spectacles
    • G02C13/005Measuring geometric parameters required to locate ophtalmic lenses in spectacles frames

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

O PRESENTE INVENTO ENCONTRA-SE NO DOMÍNIO TÉCNICO DA ÓPTICA E DA OFTALMOLOGIA. O PRESENTE INVENTO REFERE-SE A UM SISTEMA QUE PERMITE MEDIR A DISTÂNCIA INTERPUPILAR, DEFINIDA COMO A DISTÂNCIA ENTRE O CENTRO DA PUPILA ESQUERDA E O CENTRO DA PUPILA DIREITA, COM EXACTIDÃO INFERIOR A 1 MILÍMETRO, DISPENSANDO QUALQUER ARTEFACTO OU OBJECTO ADICIONAL SOBRE O ROSTO DA PESSOA, E RECORRENDO A UM DISPOSITIVO ELECTRÓNICO CONVENCIONAL QUE COMPREENDE UM PROCESSADOR, UMA CÂMARA (201) E UM ECRÃ COM ELEVADO GRAU REFLEXIVO (200).

Description

Sistema para Medição da Distância Interpupilar usando um
Dispositivo Equipado com um Ecrã e uma Câmara
Dominio técnico da invenção e estado da técnica
A presente invenção encontra-se no dominio da óptica e da optometria, e refere-se à estimação da Distância Interpupilar por um processo óptico sem contacto.
Na prescrição de lentes oftálmicas é necessário ter conhecimento de diversos dados biométricos sobre as dimensões e a forma quer do rosto e do sistema visual do Utilizador, quer das respectivas armações que servirão de suporte às lentes. Com esses dados é possível obter lentes personalizadas que corrijam o problema de visão do Utilizador. Entre estes dados biométricos, o mais importante é a Distância Interpupilar que se define como sendo a distância entre os centros das pupilas dos dois olhos.
A Distância Interpupilar é essencial para a prescrição de lentes porque define a distância dos eixos ópticos das duas lentes a colocar nas armações. Uma medida correcta desta distância é determinante para uma visão perfeitamente corrigida. Caso contrário, uma medida incorrecta superior a um milimetro provocará um desalinhamento das lentes relativamente aos olhos, que se traduzirá numa visão imperfeita e à fadiga ocular.
Outros dados biométricos directamente relacionados, necessários para um desenho correcto das lentes oftálmicas à medida do Utilizador, são a distância do nariz ao centro das pupilas, conhecida por distância naso-pupilar, a distância da lente ao centro da pupila, conhecida por distância vertex, e os ângulos de inclinação da lente relativamente ao eixo óptico.
Existem vários sistemas comerciais para medir a Distância Interpupilar, contudo estes sistemas são complexos, caros e aplicados por técnicos especializados, usualmente optometristas e oftalmologistas, realizados em locais próprios como lojas, clinicas ou centros ópticos. Estes sistemas são geralmente rigorosos, com exactidão inferior a 1 milimetro, recorrem a máquinas especializadas e usualmente necessitam de um artefacto ou objecto colocado sobre a cara do paciente ou sobre a armação. De seguida descrevem-se os mais relevantes e aqueles que mais se aproximam do presente invento.
a) Sistemas puramente ópticos:
Um dos sistemas clássicos mais usado denomina-se Pupilómetro, como o descrito na patente FR1506352. 0 dispositivo, constituído por um conjunto de lentes, contém três janelas, duas janelas que reproduzem a estrutura de vidro das lentes que deverá ser encostada ao nariz do paciente, e uma janela no lado oposto onde o olho do Observador responsável pela medição é colocado no foco de uma lente colimadora. Esta lente permite que a fonte de luz contida no dispositivo seja colocada no infinito, o que corresponde a medir a visão ao longe. A lente pode ser móvel permitindo medir também a Distância Interpupilar do indivíduo para a visão ao perto. 0 observador move dois marcadores móveis de modo a que estes fiquem alinhados com as duas pupilas do paciente medindo, assim, a
Distância
Interpupilar.
Este tipo de sistemas é demorado, exige a participação activa do técnico e baseia-se num dispositivo desenhado especificamente para o efeito.
presente invento usa um principio tecnológico diferente deste, dispensa a participação do técnico e o Utilizador poderá calcular a sua própria Distância Interpupilar recorrendo a um dispositivo que lhe está muitas vezes acessível (um tablet, smartphone ou portátil).
b) Sistemas ópticos com artefactos sobre o rosto ou armação:
Mais recentemente, um conjunto de sistemas comerciais foram apresentados que se baseiam numa sequência de imagens, tal como o sistema descrito na patente WO 2011/042623. O seu principio baseia-se num conjunto de fotografias do rosto em diferentes poses, em que é necessário colocar um artefacto com marcas prédefinidas sobre o rosto ou sobre a armação. Este artefacto é essencial para obter uma métrica para as medidas a retirar e obter uma relação geométrica entre as diversas fotografias.
O presente invento, ao contrário deste, não necessita de qualquer artefacto sobre o rosto do paciente, nem exige do paciente que proceda a um conjunto de poses.
c) Sistemas ópticos com movimento do Utilizador:
sistema WO 2011/113936 também se baseia num conjunto de fotografias, em que o paciente faz um movimento pré-determinado, e, ao contrário dos anteriores, não exige qualquer artefacto sobre o rosto ou armação para medir a Distância Interpupilar. Este sistema aplica um cálculo estatístico que se baseia num algoritmo de optimização iterativo, para a estimação da distância à câmara, da Distância Interpupilar, da distância focal da câmara, do raio do globo ocular e da dimensão da pupila, tendo em conta todas as imagens de uma sequência de fotografias retiradas do movimento do paciente. Não se conhecem os resultados relativamente à exactidão na estimação do problema de optimização multi-variável envolvido.
Para além do peso computacional necessário, este sistema exige que o paciente proceda a um movimento pré-estabelecido e está dependente da detecção automática do círculo em torno da pupila, o que poderá ser difícil já que exige métodos sofisticados de detecção e uma câmara de grande resolução.
O presente invento, ao contrário deste sistema, não exige qualquer movimento do paciente, já que a medida é obtida a partir de apenas uma fotografia. Por outro lado, a estimação da medida baseia-se num cálculo simples de geometria elementar, sem peso computacional.
d) Existem outros sistemas que localizam tridimensionalmente as pupilas, recorrendo a sistemas de visão estéreo (com várias câmaras ou com uma câmara em movimento) ou recorrendo a processos activos de detecção da distância do paciente ao sistema, como é o caso do sistema com patente W02009/007731, ou o caso dos sistemas de digitalização com luz estruturada como CN101739717. Esses sistemas podem ser bastante exactos em termos métricos, contudo são dispositivos com hardware especifico, altamente calibrado e dispendioso. Em alguns casos são intrusivos ou mesmo incómodos para o paciente, como é o caso em que se usa um sistema de luz estruturada.
presente invento usa um principio tecnológico diferente destes sistemas, não é intrusivo e é fácil de implementar num dispositivo convencional de grande consumo, disponível à maioria das pessoas, como caso de computadores portáteis, tablets ou smartphones.
Nos últimos anos, mercado de venda on-line de lentes armações tem vindo a aumentar significativamente. Esse facto levou à necessidade de obter a Distância Interpupilar do Utilizador de forma remota, ou seja, sem se deslocar a um técnico especializado. Caso contrário, se o Utilizador tivesse que recorrer a um técnico especializado, r sso eliminaria a principal vantagem da venda on-line que e evitar a deslocação fisica do Utilizador. Assim, para obter a Distância Interpupilar, alguns retalhistas online pedem aos seus clientes que apliquem técnicas rudimentares de medição, baseadas em objectos colocados sobre o rosto ou baseados numa medição directa com régua. Estas técnicas baseiam-se em princípios geométricos aproximados ou empíricos e por isso produzem resultados aproximados, cujos erros de medição poderão ultrapassar os 3 milímetros, sendo geralmente desaconselhados por optometristas.
primeiro destes sistemas, mais simples, corresponde à medição directa com régua.
Intervêm múltiplos erros de medição, devido à distância que a régua tem do objecto medido.
Os erros são significativos e dificeis de quantificar. Quando a medida é feita à frente do espelho, o erro será ainda superior.
Existem alguns sistemas comerciais mais rigorosos que usam exactamente uma câmara e um artefacto com marcas ou medidas conhecidas sobre a face do paciente. Exemplos desses sistemas usam artefactos como cartões de crédito ou objectos com miras conhecidas colocados na testa ou sobre as armações do paciente - tal como o sistema proposto na patente US 2011/0267578. Estes sistemas admitem que o artefacto é co-planar com os centros das pupilas, o que nunca acontece. Por outro lado, o método está muito dependente de uma boa utilização do artefacto por parte do Utilizador. Assim, contribuem para o erro de medida não só erros de paralaxe como também erros frequentes devido à má utilização do artefacto por parte do Utilizador.
O presente invento, ao contrário dos sistemas anteriores, não necessita de artefactos ou réguas sobre o rosto do paciente e os resultados obtidos não são uma aproximação da realidade.
Descrição geral do invento
O sistema descrito na presente invenção permite que um
Utilizador meça a Distância Interpupilar utilizando um dispositivo convencional com os seguintes requisitos: ter capacidade de processamento, estar dotado de pelo menos uma câmara e possuir um ecrã com alguma capacidade reflexiva. Podemos encontrar dispositivos deste tipo em computadores portáteis, tablets, smartphones, PDAs e telemóveis.
presente invento, seguindo a configuração da Figura 3, utiliza a propriedade reflexiva da superfície do ecrã do dispositivo (300) que, funcionando como um espelho, permite que o Utilizador veja o seu próprio reflexo (302) . O Utilizador alinha os centros das duas pupilas sobre um Marcador (303) visível no ecrã, gerando uma restrição que coloca os olhos sobre um plano (308). A câmara (301) do dispositivo detecta os centros das pupilas, estimando a recta de projecção do centro da pupila esquerda (309) e a recta de projecção da pupila direita (310) . A localização do centro das pupilas e a respectiva distância entre os centros é obtida pela intersecção das referidas rectas de projecção (309) e (310) com o plano (308) .
O presente invento apresenta as seguintes vantagens ou diferenças relativamente aos sistemas existentes:
a) O sistema pode ser feito apenas pelo próprio
Utilizador, dispensando a utilização de material especializado para o efeito ou de uma terceira pessoa, como nos inventos referidos FR1506352, WO 2011/042623, WO2009/007731;
b) O sistema dispensa a utilização de réguas ou qualquer artefacto sobre o rosto ou sobre armações, como nos inventos referidos WO 2011/042623, US 2011/0267578;
c) O sistema calcula a distância interpupilar com base em apenas uma fotografia, dispensando a necessidade de várias fotografias obrigando a um determinado movimento do utilizador, como no invento referido WO 2011/113936;
d) O sistema não é intrusivo e é fácil de implementar num dispositivo de grande consumo, disponível à maioria das pessoas, como é o caso de computadores portáteis, tablets ou smartphones.
e) O sistema é exacto, com erro inferior a 1 milímetro, ao contrário de muitos sistemas que usam métodos empíricos e apresentam resultados aproximados, como US 2011/0267578 .
Descrição detalhada do invento
O presente invento é seguidamente descrito em pormenor, sem carácter limitativo e a titulo exemplificativo, por meio de uma forma de realização preferida, representada no desenho anexo, no qual as Figuras 2 a 5 são uma representação esquemática e simplificada do sistema de acordo com o invento.
A Figura 1 representa os passos gerais do método.
A Figura 2 representa o reflexo do rosto do Utilizador no ecrã do dispositivo.
A Figura 3 representa uma realização esquemática em perspectiva.
A Figura 4 representa a fotografia do Utilizador captada pela câmara e exibida no ecrã do dispositivo.
A Figura 5 representa uma realização para calibração do sistema .
presente invento corresponde a um sistema de medição, objecto da reivindicação ηΩ1, que compreende:
1. Um dispositivo controlado por um processador, integrando um ecrã com elevado grau de reflexividade (200) (300) (400) e uma câmara (201) (301) (401), com um marcador visivel no ecrã (203) (303) .
2. Um sistema de obtenção de medidas com base no reflexo (202) (302) do objecto a medir, utilizando o ecrã reflexivo do dispositivo como um espelho (200) (300) .
3. Um sistema de obtenção da distância interpupilar com base na conjugação do reflexo das pupilas do Utilizador com os pontos provenientes da imagem captada pela câmara, respectivamente os pontos (204) e (205) e os pontos (404) e (405).
A maioria dos ecrãs dos dispositivos convencionais é reflexivo, o suficiente para poder funcionar como espelho e nele ver-se o reflexo (202) do rosto do utilizador, nomeadamente quando o fundo do ecrã é preto e o rosto encontra-se iluminado de forma adequada. Por outro lado, a câmara do dispositivo capta a fotografia do rosto (402) sob o ponto de vista da câmara. Tanto o reflexo como a imagem da câmara formam duas vistas diferentes do mesmo objecto no mesmo instante, constituindo assim um par estéreo, que, em visão por computador, permite obter informação 3D com rigor, desde que se conheça a priori a relação geométrica entre as vistas.
Deste modo, ao saber a localização dos pontos correspondentes aos reflexos dos centros das pupilas, e localização dos pontos (404) e aos mesmos centros detectados na fotografia, é possivel determinar a localização tridimensional dos centros da pupila através de um método implementado em computador que será explicado de seguida através da apresentação de um conjunto de passos, representado na Figura 1 e objecto da reivindicação ηΩ2:
(100) O primeiro passo é um passo de calibração comum a todos os sistemas de medição, que serve para se conhecer a relação geométrica entre os elementos do dispositivo.
(101) O segundo passo consiste num passo de alinhamento do Utilizador à frente do ecrã. O presente invento utiliza a propriedade reflexiva da superficie do Ecrã do Dispositivo que, funcionando como um espelho, permite que o Utilizador veja o reflexo do seu rosto (202) (302) . O Utilizador deverá alinhar as suas pupilas num marcador visivel (203) (303) no ecrã, podendo ser um par de pontos (sobre os centros das duas pupilas), duas circunferências (em torno de cada pupila), um segmento de recta (interceptando o centro das pupilas) ou outra forma geométrica equivalente que permita restringir o centro das pupilas sobre uma recta préestabelecida. Este alinhamento sobre a recta garante automaticamente que os centros das pupilas estão sobre um plano conhecido (308) .
(102) Quando o Utilizador se considera perfeitamente alinhado, passamos para o terceiro passo que consiste em obter uma fotografia (402) do rosto do Utilizador a partir da câmara (401).
(103) O quarto passo consiste em detectar na fotografia captada anteriormente a localização do centro das duas pupilas (404) e (405) por um processo manual em que o Utilizador dica sobre os pontos de interesse ou por um processo automático de detecção de olhos em imagem.
(104) O quinto passo consiste em determinar a posição tridimensional do centro da pupila esquerda (304) e o centro da pupila direita (305) . Restringir os centros das pupilas a dois pontos na imagem - no passo (103) - equivale a restringir a localização dos centros a dois raios de projecção (309) e (310) . Assim a localização tridimensional dos centros da pupila pode ser encontrada através da intersecção dos referidos raios de projecção sobre o plano (308) encontrado no passo (101).
Neste último passo é determinada a medida optométrica mais importante sobre o plano (308), com implicações na definição de lentes oftálmicas, que consiste na distância entre o centro das pupilas, a Distância Interpupilar.
Podemos repetir o processo para o mesmo ou outro Utilizador voltando, através de (105), para o passo (101).
A generalização do método, objecto da reivindicação ηΩ3, pode ser feita para a posição tridimensional de quaisquer pontos arbitrários definidos sobre o plano (308) , quer pertençam ao rosto do Utilizador quer pertençam a uma armação ou lente colocada sobre o rosto, incluindo alguns pontos de grande relevância optométrica, tais como:
a) o ponto no eixo de simetria do dorso nasal, que serve para o cálculo da distância naso-pupilar esquerda e direita, definida como a distância do plano sagital que passa por esse ponto ao centro da pupila esquerda e direita respectivamente;
b) dois pontos extremos interiores da lente esquerda e direita, que serve para o cálculo da dimensão da ponte, definida como a distância entre os extremos interiores das duas lentes;
c) pontos exteriores da lente e da armação;
d) o ponto da lente que é intersectado pelo eixo óptico do Utilizador, que serve para o cálculo da dimensão do vertex, definido como a distância entre esse ponto da lente e o centro da pupila.
Para se obter a posição tridimensional destes pontos, estes terão que ser detectados manual ou automaticamente na fotografia (402) e o cálculo da posição resulta da intersecção do raio de projecção do ponto na imagem com o plano P (308).
Variantes
A primeira variante, objecto da reivindicação ηΩ4, consiste na estimação tridimensional de pontos genéricos que estejam aproximadamente à mesma distância das pupilas do Utilizador ao ecrã. Esta aproximação poderá ser útil para estimar distâncias de pontos que, estando fora do plano P (308), a sua distância à origem da câmara é próxima da distância às pupilas, tais como pontos dos olhos, das sobrancelhas ou da armação. Este modelo, conhecido por modelo paraperspectivo, assume que a terceira coordenada (profundidade) é constante, igual à terceira coordenada do centro das pupilas, pelo que as outras duas coordenadas são obtidas usando as coordenadas da câmara.
A segunda variante, objecto da reivindicação ηΩ 5,consiste na possibilidade do método ser usado num conjunto de fotografias ou numa sequência de fotografias obtidas para diferentes poses do Utilizador, de forma a calcular caracterfsticas especificas da Distância Interpupilar do Utilizador para diversas situações. Mais especificamente, o método pode ser aplicado para várias distâncias do Utilizador, nomeadamente para visão ao perto, visão a média distância ou visão para o infinito. Para as várias distâncias de visão, faz-se variar o ecrã relativamente ao Utilizador, pedindo a este que mantenha os olhos a convergir sobre o seu próprio reflexo. A distância de visão do Utilizador, para cada fotografia, é dada pela distância entre o Utilizador e o seu reflexo (equivalente ao dobro da distância do Utilizador ao ecrã).
Pressupostos presente invento assume alguns pressupostos que são:
a) A câmara (201) (301) (401) está calibrada, ou seja, conhecem-se previamente os seus parâmetros intrínsecos, tais como distância focal, parâmetros de distorção e centro óptico.
b) O ecrã (200) (300) (400) é reflexivo, permitindo a visualização do reflexo do Utilizador no vidro do ecrã quando este se apresenta em preto e o rosto se encontra bem iluminado. Despreza-se o eventual efeito de duplo reflexo devido às várias camadas de vidro presentes no ecrã.
c) O ecrã (200) (300) (400) é totalmente plano.
d) A câmara (201) (301) (401) está calibrada relativamente ao ecrã (200)(300)(400), ou seja, conhece-se previamente os parâmetros extrínsecos que relacionam a câmara e o plano.
Caso os pressuposto a) e d) não se verifiquem, ou seja, não se conheçam previamente os parâmetros de calibração dos elementos do dispositivo, esses parâmetros podem ser calibrados por um passo prévio de calibração (100), utilizando para o efeito um objecto de calibração plano (502), construído em material rigido, de acabamento mate, de dimensões aproximadas da dimensão do referido ecrã, no qual é desenhado ou impresso um quadriculado regular, com dimensões conhecidas alternadamente preta e com grande precisão, com cores branca. A relação geométrica entre o ecrã e a câmara pode ser estimada seguindo os seguintes passos:
pousar o referido objecto de calibração plano sobre o ecrã (500), mantendo-o perpendicular ao plano do ecrã;
b) ajustar o referido objecto de calibração linha definida no ecrã, de forma a que o plano do objecto intercepte plano do ecrã exactamente na linha do referido Marcador;
deste modo o plano do objecto (502) é coincidente com o plano (308);
garantir que visualiza total ou parcialmente o quadriculado do referido objecto de calibração;
caso a câmara não visualize quadriculado, deverá reposicionar-se a câmara caso tal seja possivel ou produzir um objecto de calibração com maior dimensão;
d) obter uma fotografia e detectar por um método manual ou automático os cantos do quadriculado visualizado na imagem;
calcular a posição geométrica do plano (308) relativa à câmara, com base no conhecimento métrico quadriculado existente no referido objecto do de calibração.
Utilização
A utilização do sistema, objecto da reivindicação ηΩ6, pode ser encontrada em qualquer das seguintes aplicações:
a) Estimação de medidas oftálmicas tendo em vista o planeamento, corte e construção de lentes oftálmicas monofocais ou progressivas, quer em lojas fisicas quer no retalho on-line;
b) Levantamento tridimensional da armação para construção de armações à medida, quer em lojas fisicas quer no retalho on-line;
c) Recolha das medidas oftálmicas para escolher lentes e armações numa base de dados ou para aconselhamento estético ou médico das lentes ou armações que melhor se ajustam ao Utilizador;
d) Recolha de dados oftálmicos tendo em vista aplicações multimédia em loja fisica ou online para visualização de lentes e armações virtuais sobre o rosto do Utilizador sob a forma de realidade aumentada;
e) 0 sistema não está limitado apenas às aplicações de optometria, podendo estender-se a aplicações de estética, cosmética e medicina reconstrutiva, tais como estética de sobrancelhas, lábios, cabelo, maquilhagem, tatuagens ou para análise pré e pós operatória em medicina estética e reconstrutiva.

Claims (6)

1. Sistema para Medição da Distância Interpupilar, cuja função é calcular a Distância Interpupilar definida como a distância entre o centro da pupila do olho esquerdo (304) e o centro da pupila do olho direito (305) de uma pessoa doravante referida como
Utilizador, caracterizado por ser constituído por:
a) um processador que controla todos os restantes recursos, efectua processamento automático dos dados adquiridos pela câmara e efectua a gestão dos resultados e da interface com o Utilizador;
b) um ecrã plano (200) (300) (400) (500) onde se visualizam imagens;
c) uma câmara (201) (301) (401) (501) controlada pelo referido processador, que adquire imagens a cores;
d) uma estrutura que une rigidamente a referida câmara com o referido ecrã;
e) um objecto de calibração planar (502) contendo impresso um padrão de calibração utilizado para calibrar ou estimar a relação geométrica entre a referida câmara e o referido ecrã;
f) um marcador visível (203)(303) sobre o referido ecrã plano, cuja função é servir de alinhamento dos centros das pupilas do Utilizador, com a forma de um segmento de recta de cor branca ou de qualquer cor que contraste com o fundo negro do ecrã, sobreposta sobre o ecrã ou desenhada pelo sistema para aparecer no ecrã, não se restringindo a um segmento de recta, podendo ser constituída por dois pontos para alinhar os centros das pupilas, por duas circunferências que circunscrevem as pupilas, ou por qualquer forma que permita alinhar o centro das pupilas segundo uma linha recta.
g) uma superfície de cobertura do referido ecrã (200) (300) (400) (500) com propriedade reflexiva que, funcionando como um espelho, permite que um Utilizador veja o reflexo do seu rosto (202) (302) e, simultaneamente, permite que, quando se verifica o alinhamento do reflexo das pupilas esquerda (204) (304) e direita (205) (305) sobre o referido marcador (203) (303) visível no ecrã, se restringe geometricamente a localização das pupilas e do seu reflexo a um plano P único conhecido (308), perpendicular ao ecrã e que contém o segmento de recta definido pelo referido Marcador.
2. Método para calcular a Distância Interpupilar usando o sistema de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por compreender os seguintes passos:
a) um passo de calibração (100) para calcular a relação geométrica entre o ecrã (200) e a câmara (201) e estimar o plano P (308);
b) um passo de alinhamento (101) efectuado pelo Utilizador, auxiliando-se do seu reflexo (302), para alinhar as pupilas com um Marcador (203) (303;
c) um passo de captura da fotografia (102) que capta, com a referida câmara (401), a fotografia (402) do rosto do Utilizador, obtida no momento em que o Utilizador se considera alinhado com o referido Marcador visível no ecrã;
d) um passo de detecção (103) dos centros das pupilas na imagem fotografada realizado por um método de selecção manual dos centros das pupilas do rosto capturado na fotografia do passo anterior, o que equivale a estimar os raios de projecção (309) e (310) das duas pupilas;
e) um passo de cálculo da Distância Interpupilar (104) que calcula a distância entre as referidas pupilas (404) e (405) na fotografia (402) a partir da distância entre as posições tridimensionais dos centros das pupilas dadas pela intersecção dos raios de projecção (309) e (310) dos dois centros das pupilas, encontrados no passo anterior, com o plano P (308) estimado no primeiro passo.
3. Método de cálculo da Distância Interpupilar de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por se poder generalizar ao cálculo da posição tridimensional de qualquer ponto genérico do referido plano P (308) que pertença quer ao rosto do Utilizador quer a uma armação ou lente colocada sobre o rosto do Utilizador, desde que esse ponto seja detectado por qualquer método manual ou automático sobre a fotografia (402) captada pela referida câmara, sendo que o cálculo da posição tridimensional do referido ponto é efectuado pela intersecção do respectivo raio de projecção com o plano P (308) .
4. Método de cálculo de acordo com as reivindicações 2 e 3 caracterizado por se poder estender ao cálculo da posição tridimensional de qualquer ponto do rosto do Utilizador ou duma armação ou lente sobre o rosto do Utilizador, que esteja à mesma profundidade de um ponto de referência pertencente ao plano P (308), sendo que a profundidade é dada pela distância do ponto ao plano do ecrã e a posição tridimensional do referido ponto é dada pela intercepção do raio de projecção desse ponto com o plano paralelo ao ecrã que contém o referido ponto de referência.
5. Método de cálculo da Distância Interpupilar de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por se aplicar a várias distâncias de visão do Utilizador, desde a visão ao perto à visão ao longe ou para o infinito, pelo que, para se obter a Distância Interpupilar para várias distâncias de visão, faz-se variar o ecrã relativamente ao Utilizador e aplica-se o método de cálculo para cada posição desejada do ecrã, sendo que os olhos do Utilizador convergem para o seu reflexo e a distância de visão do Utilizador é a distância do Utilizador ao seu reflexo.
6. Utilização do sistema e método de medição e estimação de medidas optométricas de acordo com as reinvindicações anteriores caracterizada por se destinar a qualquer das seguintes aplicações:
a) o planeamento, corte e construção de lentes oftálmicas monofocais ou progressivas;
b) construção de armações à medida;
c) selecção de lentes e armações que melhor se ajustam ao Utilizador;
d) aplicações multimédia para visualização de lentes e armações virtuais sobre o rosto do Utilizador sob a forma de realidade aumentada.
PT106430A 2012-07-03 2012-07-03 Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara PT106430B (pt)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT106430A PT106430B (pt) 2012-07-03 2012-07-03 Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara
PCT/IB2013/051037 WO2014006516A1 (pt) 2012-07-03 2013-02-08 Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara
US14/122,169 US9323075B2 (en) 2012-07-03 2013-02-08 System for the measurement of the interpupillary distance using a device equipped with a screen and a camera
EP13714698.1A EP2898819A1 (en) 2012-07-03 2013-02-08 System for measuring the interpupillary distance using a device equipped with a screen and a camera
US14/089,552 US9291834B2 (en) 2012-07-03 2013-11-25 System for the measurement of the interpupillary distance using a device equipped with a display and a camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT106430A PT106430B (pt) 2012-07-03 2012-07-03 Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PT106430A PT106430A (pt) 2014-01-03
PT106430B true PT106430B (pt) 2018-08-07

Family

ID=48050072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT106430A PT106430B (pt) 2012-07-03 2012-07-03 Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9323075B2 (pt)
EP (1) EP2898819A1 (pt)
PT (1) PT106430B (pt)
WO (1) WO2014006516A1 (pt)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2953032B1 (fr) * 2009-11-24 2012-02-24 Jean Marie Christophe Delort Dispositif et procede permettant toutes les mesures necessaires au montage des verres et a l'ajustage des montures de lunettes optiques
FR3008805B3 (fr) 2013-07-16 2015-11-06 Fittingbox Procede de determination de mesures oculaires avec un capteur grand public
US20150049952A1 (en) * 2013-08-14 2015-02-19 Vsp Labs, Inc. Systems and methods of measuring facial characteristics
JP6379639B2 (ja) * 2014-04-30 2018-08-29 株式会社ニデック 眼鏡装用パラメータ測定用撮影装置、眼鏡装用パラメータ測定用撮影プログラム
US9645641B2 (en) * 2014-08-01 2017-05-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Reflection-based control activation
KR102329814B1 (ko) * 2014-12-01 2021-11-22 삼성전자주식회사 3d 디스플레이를 위한 양안 거리 인식 장치
US9395562B1 (en) * 2015-04-07 2016-07-19 Perfect Squares, Inc. Method and apparatus for eye and eyewear characteristics measurement
EP3128362B1 (en) * 2015-08-05 2023-10-04 Essilor International Method for determining a parameter of an optical equipment
FR3041230B1 (fr) 2015-09-18 2022-04-15 Suricog Procede de determination de parametres anatomiques
US10630965B2 (en) 2015-10-02 2020-04-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Calibrating a near-eye display
CN105266756B (zh) * 2015-11-12 2017-07-14 小米科技有限责任公司 瞳距测量方法、装置及终端
KR102463172B1 (ko) * 2016-01-08 2022-11-04 삼성전자주식회사 동공 거리 결정 방법 및 장치
GB2546273B (en) * 2016-01-12 2020-02-26 Sony Interactive Entertainment Europe Ltd Detection system
US20170344107A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 Intel Corporation Automatic view adjustments for computing devices based on interpupillary distances associated with their users
US10216011B2 (en) * 2016-07-25 2019-02-26 iCoat Company, LLC Eyewear measuring systems, methods and devices
KR102695517B1 (ko) 2016-11-29 2024-08-14 삼성전자주식회사 동공 거리 결정 방법 및 장치
CN110050251B (zh) * 2016-12-06 2023-10-03 皇家飞利浦有限公司 向用户显示引导指示符
US10799112B2 (en) * 2017-05-02 2020-10-13 Simple Contact, Inc. Techniques for providing computer assisted eye examinations
US10222634B2 (en) 2017-07-07 2019-03-05 Optinno B.V. Optical measurement aid device
CN109862345B (zh) * 2017-11-30 2022-09-30 京东方科技集团股份有限公司 视场角测试方法和系统
CN108283497B (zh) * 2017-12-20 2020-07-17 上海长海医院 一种图像识别瞳孔收缩度的医用系统
JP2021520982A (ja) * 2018-02-19 2021-08-26 ジェイソン ハリソン,ハワード 医療診断用の画像収集および寸法分析のための方法及びシステム
CN110390229B (zh) * 2018-04-20 2022-03-04 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种人脸图片筛选方法、装置、电子设备及存储介质
FR3097336B1 (fr) * 2019-06-11 2023-10-20 Acep France Procédé de détermination de paramètres ophtalmiques par cartographie 3D
US10991343B2 (en) * 2019-08-05 2021-04-27 Facebook Technologies, Llc Automatic image alignment with head mounted display optics
US11333888B2 (en) 2019-08-05 2022-05-17 Facebook Technologies, Llc Automatic position determination of head mounted display optics
US20220051428A1 (en) * 2020-08-13 2022-02-17 Sunnybrook Research Institute Systems and methods for assessment of nasal deviation and asymmetry
WO2024095261A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Carmel Haifa University Economic Corporation Ltd. System and method for diagnosis and treatment of various movement disorders and diseases of the eye

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1506352A (fr) 1966-08-04 1967-12-22 Lunetiers Cottet Poichet Soc D Perfectionnements apportés aux dispositifs de mesure de l'écart pupillaire
EP0260710A3 (en) 1986-09-19 1989-12-06 Hoya Corporation Method of forming a synthetic image in simulation system for attachment of spectacles
US6095650A (en) 1998-09-22 2000-08-01 Virtual Visual Devices, Llc Interactive eyewear selection system
JP3040997B1 (ja) 1999-03-29 2000-05-15 佳知 高石 上顎歯寸法決定装置
US6583792B1 (en) 1999-11-09 2003-06-24 Newag Digital, Llc System and method for accurately displaying superimposed images
DE10007705A1 (de) 2000-02-19 2001-09-06 Keune Thomas Verfahren zur Anpassung einer Brille
WO2001088654A2 (en) 2000-05-18 2001-11-22 Visionix Ltd. Spectacles fitting system and fitting methods
US6535223B1 (en) 2000-05-31 2003-03-18 Schmidt Laboratories, Inc. Method and system for determining pupiltary distant and element height
JP2002034918A (ja) 2000-07-21 2002-02-05 Canon Inc 眼測定装置
US6791584B1 (en) 2000-09-05 2004-09-14 Yiling Xie Method of scaling face image with spectacle frame image through computer
JP4369078B2 (ja) * 2001-05-11 2009-11-18 オリンパスビジュアルコミュニケーションズ株式会社 立体映像を利用する視力回復装置及び立体映像の表示方法
JP2004008632A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Foundation For Nara Institute Of Science & Technology 顔色計測装置
US20040004633A1 (en) 2002-07-03 2004-01-08 Perry James N. Web-based system and method for ordering and fitting prescription lens eyewear
JP2004220069A (ja) 2003-01-09 2004-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 目画像撮像装置および虹彩認証装置
JP2005103039A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Pentax Corp 瞳孔距離測定方法および測定器
US7441895B2 (en) 2004-03-26 2008-10-28 Hoya Corporation Spectacle lens supply system, spectacle wearing parameter measurement apparatus, spectacle wearing test system, spectacle lens, and spectacle
JP2005339288A (ja) 2004-05-27 2005-12-08 Toshiba Corp 画像処理装置及びその方法
US7219995B2 (en) 2004-08-25 2007-05-22 Hans-Joachim Ollendorf Apparatus for determining the distance between pupils
DE102005003699B4 (de) * 2005-01-26 2018-07-05 Rodenstock Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen von optischen Parametern eines Benutzers; Computerprogrammprodukt
US20080201641A1 (en) 2007-02-21 2008-08-21 Yiling Xie Method And The Associated Mechanism For 3-D Simulation Stored-Image Database-Driven Spectacle Frame Fitting Services Over Public Network
US7665843B2 (en) 2007-02-21 2010-02-23 Yiling Xie Method and the associate mechanism for stored-image database-driven spectacle frame fitting services over public network
FR2915290B1 (fr) * 2007-04-18 2009-07-03 Essilor Int Procede de mesure d'au moins un parametre geometrico- physionomique d'implantation d'une monture de lunettes de correction visuelle sur le visage d'un porteur
GB2449855A (en) * 2007-06-05 2008-12-10 Steven Harbutt System and method for measuring pupillary distance
GB0713461D0 (en) 2007-07-11 2007-08-22 Ct Meter Ltd Device and methods for obtaining measurements for spectacles fitting
US8231220B2 (en) * 2007-07-26 2012-07-31 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Method of measuring at least one geometrico-physionomic parameter for positioning a frame of vision-correcting eyeglasses on the face of a wearer
FR2931002B1 (fr) * 2008-05-09 2010-08-20 Acep France Ensemble de mesure de parametres ophtalmiques
FR2950984B1 (fr) 2009-10-05 2012-02-03 Interactif Visuel Systeme Ivs Procede et equipement de mesures pour la personnalisation et le montage de lentilles ophtalmiques correctrices
CN101739717B (zh) 2009-11-12 2011-11-16 天津汇信软件有限公司 三维彩色点云非接触扫描方法
FR2952517B1 (fr) 2009-11-13 2012-07-20 Essilor Int Procede et dispositif de mesure automatique d'au moins une caracteristique de refraction des deux yeux d'un individu
KR100984550B1 (ko) 2009-12-17 2010-09-30 박영수 누진다초점렌즈의 안구 회선도 측정기 및 이를 이용한 회선도 측정방법
FR2957511B1 (fr) 2010-03-19 2021-09-24 Fittingbox Procede et dispositif de mesure de distance inter-pupillaire
JP2011209530A (ja) 2010-03-30 2011-10-20 Seiko Epson Corp 眼鏡レンズの装用状態パラメーター測定装置および眼鏡レンズの装用状態パラメーター測定方法
US8459792B2 (en) 2010-04-26 2013-06-11 Hal E. Wilson Method and systems for measuring interpupillary distance
JP2012010162A (ja) 2010-06-25 2012-01-12 Kyocera Corp カメラ装置
WO2012009601A1 (en) 2010-07-16 2012-01-19 Bradley Kirschner Method of providing prescription safety eyewear
WO2012022380A1 (de) 2010-08-18 2012-02-23 Optiswiss Ag Verfahren und einrichtung zur bestimmung des augenabstandes von personen
FR2966038B1 (fr) * 2010-10-14 2012-12-14 Magellan Interoptic Procede de mesure de l'ecart pupillaire d'une personne et dispositif associe
CN102278978A (zh) 2011-07-25 2011-12-14 张仕郎 一种瞳距的测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
PT106430A (pt) 2014-01-03
WO2014006516A1 (pt) 2014-01-09
US20150219934A1 (en) 2015-08-06
US9323075B2 (en) 2016-04-26
US9291834B2 (en) 2016-03-22
EP2898819A1 (en) 2015-07-29
US20140152956A1 (en) 2014-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT106430B (pt) Sistema para medição da distância interpupilar usando um dispositivo equipado com um ecrã e uma câmara
CN111031893B (zh) 用于确定与眼科装置相关联的至少一个参数的方法
US8690326B2 (en) Method and systems for measuring interpupillary distance
US8360580B2 (en) Method of measuring the position, in a horizontal direction in the sagittal plane, of a remarkable point of an eye of a subject
US7740355B2 (en) Device and method for determining optical parameters
EP3371781B1 (en) Systems and methods for generating and using three-dimensional images
US9671617B2 (en) Method for estimating a distance separating a pair of glasses and an eye of the wearer of the pair of glasses
ES2544554T3 (es) Procedimiento de estimación de una postura de referencia
JP6953563B2 (ja) 光学パラメータを決定するための装置および方法
BR112014007403B1 (pt) Dispositivo de medição para implementar um método de medição de parâmetros morfogeométricos de uma pessoa que usa óculos
US10620454B2 (en) System and method of obtaining fit and fabrication measurements for eyeglasses using simultaneous localization and mapping of camera images
JP2010503885A (ja) 眼鏡用補正レンズの向きを決定する装置若しくは方法及び補正レンズを製造する光学的方法
JP2010503885A5 (pt)
US9110312B2 (en) Measurement method and equipment for the customization and mounting of corrective ophthalmic lenses
ES2754310T3 (es) Procedimiento de ayuda para la determinación de parámetros de visión de un sujeto
JP2017151468A (ja) 累進焦点眼鏡用レンズを選択する方法
JP2014042806A (ja) 注視線測定方法、注視線測定装置、眼球回旋点測定方法及びアイポイント測定装置
Bakker et al. Accurate gaze direction measurements with free head movement for strabismus angle estimation
JP2003329541A (ja) アイポイントの位置決定方法及びアイポイント測定システム
EP2772795A1 (en) Method, system and device for improving optical measurement of ophthalmic spectacles
US20220125297A1 (en) Device calibration via a projective transform matrix
PT107019B (pt) Sistema para medição da distância interpupilar usando um ecrã com uma superfície com dois níveis de especularidade
PT108300A (pt) Sistema e método para medição da distância interpupilar usando um espelho e um dispositivo móvel equipado com uma câmara
PT108554A (pt) Sistema e método para medição da distância interpupilar através do alinhamento de um objecto de dimensão conhecida sobre um alvo
DARABANT et al. OPTIMEASURE: A MOBILE IMPROVEMENT ALTERNATIVE TO CLASSIC OPTICAL MEASUREMENTS.

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Laying open of patent application

Effective date: 20130312

MM3A Annulment or lapse

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20150105

NF3A Restitutio in integrum

Free format text: RESTITUTIO IN INTEGRUM

Effective date: 20150204

FG3A Patent granted, date of granting

Effective date: 20180801