WO2007036288A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vorneigungswinkels einer brillenfassung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vorneigungswinkels einer brillenfassung Download PDF

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WO2007036288A1
WO2007036288A1 PCT/EP2006/008724 EP2006008724W WO2007036288A1 WO 2007036288 A1 WO2007036288 A1 WO 2007036288A1 EP 2006008724 W EP2006008724 W EP 2006008724W WO 2007036288 A1 WO2007036288 A1 WO 2007036288A1
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auxiliary object
angle
spectacle frame
light source
measuring means
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Inventor
Matthias Kubitza
Adalbert Hanssen
Matthias Hornauer
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Carl Zeiss Vision Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003—Measuring during assembly or fitting of spectacles
    • G02C13/005—Measuring geometric parameters required to locate ophtalmic lenses in spectacles frames
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003—Measuring during assembly or fitting of spectacles

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the pretilt angle of a spectacle frame carried by a person, with an auxiliary object arranged on the spectacle frame, with measuring means for determining the inclination angle of the auxiliary object in space, and with a light source for illuminating the auxiliary object.
  • the invention further relates to a method for determining the pretilt angle of a spectacle frame carried by a person, in which an auxiliary object arranged on the spectacle frame is illuminated with a light source and an inclination angle of the auxiliary object in space is detected by means of measuring means.
  • a device and a method of the aforementioned type are known from DE 100 33 983 Al.
  • the optician obtains an individually optimized shape for the respective spectacle wearer, which depends on the anatomical conditions of the head of the spectacle wearer, but also on his usual head and body posture.
  • the spectacle frame with the lenses receives a direction that includes a certain angle with the vertical, the so-called. Vorne concernsswinkel.
  • the pretilt angle is usually about 10 °.
  • Commercially available spectacle lenses are optimized for this angle.
  • the pre-tilt angle is adjusted by the optician that the angle between the brackets and the spectacle frame, the so-called inclination angle, is changed accordingly, for example by manual bending.
  • the known device contains a lighting device for an eye area of a still ungglaste eyeglass frame wearing person. Furthermore, a camera is provided for producing an image of the eye area. The position of the pupil in the image is marked.
  • the illumination device contains at least one light source for light from a wavelength range which is reflected by the retina of the eye with a high degree of reflection.
  • a device for determining spectacle lens centering data is known.
  • an auxiliary object is attached to the spectacle frame.
  • the auxiliary object has a pin of known length extending forwardly away from the lens and provided at its tip with an optical mark, such as a spherical grain.
  • an optical mark such as a spherical grain.
  • At a distance of three meters in front of the wearer there is a light source and a video camera, both of which are aimed at the spectacle wearer.
  • the wearer of the glasses tilts his head forward, the height of the mark captured by the video camera changes. This change in altitude can be directly on a Scale can be read, which is arranged on the auxiliary object at the foot of the pen. Since the length of the pen, ie the distance of the mark from the scale in the sighting direction of the camera, is known, the pre-tilt angle can be determined from the reading.
  • the known device has the disadvantage that a considerable manual effort is required to perform the measurement. This includes a reading of the scale value and its conversion into the pretilt angle. The measurement must therefore be carried out very carefully and there is the risk of incorrect measurements as a result of incorrect readings and / or false conversions.
  • the invention is based on the object of developing a device and a method of the type mentioned in such a way that these disadvantages are avoided.
  • a device and a method are to be made available, which manage with little manual effort and in which the risk of incorrect measurements is reduced by the fact that the measurement is essentially automated.
  • this object is achieved in that the measuring means are designed as a color camera, that the light source emits light of different wavelengths, that the auxiliary object reflects the light with an angle dependent on the wavelength, and that the color camera and the Light source are positioned in a predetermined spatial arrangement and orientation to each other.
  • the object is achieved in that the auxiliary object is illuminated with light of different wavelengths, that the auxiliary object reflects the light at an angle dependent on the wavelength, and that the pretilt angle from the color detected by the measuring means, and a predetermined spatial arrangement and orientation of the measuring means and the light source to each other is determined.
  • the object underlying the invention is completely solved in this way.
  • the invention makes use of the fact that an angle determination can take place via a wavelength-dependent influencing of a reflection angle, so that an angle can be measured by determining or assigning to a color given a known spatial assignment of the assemblies involved.
  • this can be completely automated, so that sources of error are largely eliminated.
  • the auxiliary object is arranged on a mounting part of the spectacle frame. Alternatively, however, it may also be arranged on a bracket of the spectacle frame.
  • the auxiliary object is arranged in a predetermined orientation relative to a frame plane of the spectacle lenses of the spectacle frame.
  • the auxiliary object preferably contains a retroreflector, wherein the retroreflector is at least partially covered by a diffraction grating.
  • Figure 1 a schematic side view of a pair of glasses, in a first
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, but for a second position of the glasses;
  • FIG. 3 a perspective view of an embodiment of a
  • FIG. 4 shows a side view of an exemplary embodiment of a device according to the invention:
  • Figure 5 is a plan view of the arrangement of Figure 4;
  • Figure 6 on an enlarged scale a side view, in section, one
  • FIG. 7 shows a variant of the auxiliary object of FIG. 6.
  • FIGS. 1 and 2 10 designates a spectacle frame as a whole.
  • the spectacle frame 10 has in a conventional manner lateral bracket 12 and a front socket part 14.
  • the mounting part 14 accommodates spectacle lenses 16 and thus defines a mounting plane 17.
  • the mounting plane 17 closes with the brackets 12 the so-called inclination angle ⁇ or bowing inclination.
  • An eye 18 is located at a distance from the spectacle lenses 16.
  • the main horizontal viewing direction 20 in FIG. 1 runs from a pivot point Z of the eye 18 to the so-called zero viewing point OB in the spectacle lens 16.
  • the distance of the cornea of the eye 18 from the zero viewing point O B becomes termed corneal to vertex distance HSA.
  • the centering direction 22, which intersects the spectacle lens 16 in the so-called centering point P, runs at right angles to the frame plane 17.
  • the pretilt angle ⁇ of interest in the context of the present invention is the intersection angle of the frame plane with a perpendicular 24.
  • the pretilt angle ⁇ is in practice 8 to 12 °, generally about 10 °.
  • the normal or habitual posture of a spectacle wearer resulting from his usual body and head posture is generally not as shown in FIG. Rather, the habitual attitude is usually a slightly forward inclined attitude, as shown in Figure 2 with an inclination angle ß of example, about 5 °.
  • Figures 3 and 4 show the spectacle frame 10 to which an auxiliary object 30 is attached to measure the angle of inclination.
  • the auxiliary object is flat and can be arranged either on the mounting part 14 or on a bracket 12 or on a hinge between socket part 14 and bracket 12, preferably plugged or clamped.
  • a light source 32 is located in front of the spectacle wearer in a distance of preferably a few meters, not shown to scale.
  • the light source 32 emits light of different wavelengths.
  • An emitted light beam 34 hits on the auxiliary object is reflected there and passes as a reflected light beam 36 in a color camera 38 with preferably small opening angle of the lens.
  • a device can be used which is able to process and evaluate incident light differentiated according to its color. In the simplest case, this can also be a filter arrangement with multiple filters.
  • the light source 32 and the color camera 38 take in space and each other a predetermined position Xi, yi, Zi or X 2 , V2, ii and a predetermined orientation ⁇ i, pi and ⁇ 2, p2 a.
  • the arrangement shown in FIGS. 4 and 5 with, for example, ⁇ i 92 is to be understood as an example only.
  • the auxiliary object 32 is designed so that the incident light 34 is reflected at an angle ⁇ ( ⁇ ), which depends on the wavelength ⁇ . This is indicated very schematically in FIG. If, therefore, the reflected light 36 with a specific color is incident on the lens of the color camera 38, the reflection angle ⁇ ( ⁇ ) can be determined from the wavelength ⁇ corresponding to this color, and thus the inclination of the auxiliary element 32 to the vertical, but also to the horizontal.
  • This determination is particularly simple if the auxiliary object 30 is arranged in the mounting plane 17, as shown in FIG. 4 and explained above. If, for technical reasons, the auxiliary object 30 is inclined to the mounting plane 17, the measured value of the inclination angle must still be corrected.
  • FIGS. 6 and 7 show two exemplary embodiments of the auxiliary object 30a or 30b.
  • the auxiliary object 30a or 30b has a housing 40 which is open on one side and into which light can be radiated from the right.
  • an inner surface 42a is provided with a retroreflector 44a.
  • the retroreflector 44a is covered overall with a diffraction grating 46a.
  • the incident light 34a passes through the diffraction grating 46a, is detected by the Retroreflector 44a is reflected in the direction of incidence and once again passes through the diffraction grating 46a. It is deflected depending on the wavelength ⁇ .
  • the auxiliary object 30a thus reflects the incident light 34 at an angle ⁇ ( ⁇ ) dependent on the wavelength ⁇ .
  • the light 34a ' is incident at an oblique angle, it will nevertheless be reflected in its direction of incidence, as indicated at 36a', because of the known property of the retroreflector 44a.
  • the diffraction grating 46b only covers half the opening of the housing 40b.
  • the incident light 34b is deflected downwardly at a reflector element 44b, so that the light passes through the diffraction grating 46b only once.

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren dienen zum Bestimmen des Vorneigungswinkels (α) einer von einer Person getragenen Brillenfassung (10). An der Brillenfassung (10) ist ein Hilfsobjekt (30) angeordnet. Es sind Messmittel zum Bestimmen des Neigungswinkels des Hilfsobjekts (30) im Raum vorgesehen. Einer Lichtquelle (32) dient zum Beleuchten des Hilfsobjekts (30). Die Messmittel sind als Farbkamera (38) ausgebildet. Die Lichtquelle (32) sendet Licht (34) unterschiedlicher Wellenlänge aus. Das Hilfsobjekt (30) reflektiert das Licht (34) mit einem von der Wellenlänge abhängigen Winkel. Die Farbkamera (38) und die Lichtquelle (32) sind in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung (x, y, z) und Ausrichtung (ρ, φ) zueinander positioniert. Der Vorneigungswinkel (α) wird aus der von den Messmitteln erfassten Farbe, sowie einer vorbestimmten räumlichen Anordnung (x, y, z) und Ausrichtung (ρ, φ) der Messmittel und der Lichtquelle (32) zueinander bestimmt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Vorneigungswinkels einer Brillenfassung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Vorneigungswinkels einer von einer Person getragenen Brillenfassung, mit einem an der Brillenfassung angeordneten Hilfsobjekt, mit Messmitteln zum Bestimmen des Neigungswinkels des Hilfsobjekts im Raum, und mit einer Lichtquelle zum Beleuchten des Hilfsob- jekts.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestimmen des Vorneigungswinkels einer von einer Person getragenen Brillenfassung, bei dem ein an der Brillenfassung angeordnetes Hilfsobjekt mit einer Lichtquelle beleuchtet und ein Neigungswinkel des Hilfsobjekts im Raum mittels Messmitteln erfasst wird.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren der vorstehend genannten Art sind aus der DE 100 33 983 Al bekannt. Bei der anatomischen Brillenpassung erhält die Brillenfassung vom Optiker eine für den jeweiligen Brillenträger individuell optimierte Form, die von den anatomischen Gegebenheiten des Kopfes des Brillenträgers, aber auch von dessen üblicher Kopf- und Körperhaltung abhängt.
Die Brillenfassung mit den Brillengläsern erhält dabei eine Richtung, die mit der Lotrechten einen bestimmten Winkel, den sog. Vorneigungswinkel, einschließt. Der Vorneigungswinkel beträgt üblicherweise etwa 10°. Auf diesen Winkel sind handelsübliche Brillengläser optimiert. Der Vorneigungswinkel wird vom Optiker dadurch eingestellt, dass der Winkel zwischen den Bügeln und der Brillenfassung, der sog. Inklinationswinkel, entsprechend verändert wird, beispielsweise durch manuelles Biegen.
Aus der DE 103 04 185 Al sind eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Anpassen einer Position eines Brillenglases relativ zur Position einer Pupille bekannt. Die bekannte Vorrichtung enthält eine Beleuchtungseinrichtung für eine Augenpartie der eine noch unverglaste Brillenfassung tragenden Person. Ferner ist eine Kamera zum Erzeugen eines Bildes der Augenpartie vorgesehen. Die Position der Pupille in dem Bild wird markiert. Die Beleuchtungseinrichtung enthält mindestens eine Lichtquelle für Licht aus einem Wellenlängenbereich, das von der Netzhaut des Auges mit hohem Reflexionsgrad reflektiert wird.
Aus der eingangs genannten DE 100 33 983 Al ist eine Einrichtung zum Bestimmen von Brillenglas-Zentrierdaten bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird auf die Brillenfassung ein Hilfsobjekt aufgesteckt. Das Hilfsobjekt weist einen Stift bekannter Länge auf, der sich nach vorne von der Brille weg erstreckt und an seiner Spitze mit einer optischen Marke versehen ist, beispielsweise mit einem kugelförmigen Korn. In einem Abstand von drei Metern vor dem Brillenträger befinden sich eine Lichtquelle sowie eine Videokamera, die beide auf den Brillenträger gerichtet sind. Wenn nun der Brillenträger seinen Kopf nach vorne neigt, verändert sich die Höhe der von der Videokamera erfassten Marke. Diese Höhenveränderung kann unmittelbar an einer Skala abgelesen werden, die an dem Hilfsobjekt am Fuß des Stiftes angeordnet ist. Da die Länge des Stiftes, d.h. der Abstand der Marke von der Skala in Visierrichtung der Kamera, bekannt ist, kann aus der Ablesung der Vorneigungswinkel bestimmt werden.
Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, dass ein erheblicher manueller Aufwand erforderlich ist, um die Messung durchzuführen. Dazu gehört ein Ablesen des Skalenwertes und dessen Umrechnung in den Vorneigungswinkel. Die Messung muss daher sehr sorgfältig durchgeführt werden und es besteht das Risiko von Fehlmessungen infolge von Falschablesungen und/oder von Falschumrechnungen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, die mit geringem manuellen Aufwand auskommen und bei denen die Gefahr von Fehlmessungen dadurch reduziert ist, dass die Messung im wesentlichen automatisiert abläuft.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Messmittel als Farbkamera ausgebildet sind, dass die Lichtquelle Licht unterschiedlicher Wellenlänge aussendet, dass das Hilfsobjekt das Licht mit einem von der Wellenlänge abhängigen Winkel reflektiert, und dass die Farbkamera und die Lichtquelle in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung und Ausrichtung zueinander positioniert sind.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hilfsobjekt mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird, dass das Hilfsobjekt das Licht mit einem von der Wellenlänge abhängigen Winkel reflektiert, und dass der Vorneigungswinkel aus der von den Messmitteln erfassten Farbe, sowie einer vorbestimmten räumlichen Anordnung und Ausrichtung der Messmittel und der Lichtquelle zueinander bestimmt wird. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die Erfindung macht sich nämlich die Tatsache zunutze, dass eine Winkelbestimmung über eine wellenlängenabhängige Beeinflussung eines Reflektionswinkels stattfinden kann, so dass bei bekannter räumlicher Zuordnung der beteiligten Baugruppen ein Winkel durch Bestimmen bzw. Zuordnen zu einer Farbe gemessen werden kann. Dies kann jedoch vollkommen automatisiert geschehen, so dass Fehlerquellen weitgehend ausgeschaltet sind.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Hilfsobjekt an einem Fassungsteil der Brillenfassung angeordnet. Alternativ kann es jedoch auch an einem Bügel der Brillenfassung angeordnet sein.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass für jeden Einzelfall, insbesondere angesichts der nahezu unüberschaubaren Vielfalt von Brillenfassungen, jeweils ein optimaler Punkt für das Anbringen des Hilfsobjektes gefunden werden kann.
Besonders bevorzugt ist ferner, wenn das Hilfsobjekt in einer vorbestimmten Ausrichtung zu einer Fassungsebene der Brillengläser der Brillenfassung angeordnet ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der echte Vorneigungswinkel der Brillenfassung aus der vorgenommenen Messung durch Addition oder Subtraktion des der Ausrichtung entsprechenden Winkels ermittelt werden kann
Dies gilt insbesondere dann, wenn das Hilfsobjekt flächig ausgebildet und mit seiner Fläche parallel zur Fassungsebene angeordnet ist, weil dann der Vorneigungswinkel bereits bei der Messung bestimmt wird.
Das Hilfsobjekt enthält vorzugsweise einen Retroreflektor, wobei der Retroreflektor mindestens teilweise von einem Beugungsgitter überdeckt ist. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die gewünschte wellenlängenabhängige Beeinflussung des Reflektionswinkels besonders einfach gelingt, wenn das von dem Retroreflektor reflektierte Licht ganz oder teilweise gebeugt und dann auf die Farbkamera gerichtet wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass dir vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: eine schematisierte Seitenansicht eines Brille, in einer ersten
Stellung, zur Veranschaulichung des Vorneigungswinkels;
Figur 2: eine Darstellung ähnlich Figur 1, jedoch für eine zweite Stellung der Brille;
Figur 3: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Brille, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Figur 4: eine Seitenansicht eines Ausfuhrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung:
Figur 5: eine Draufsicht auf die Anordnung von Figur 4; Figur 6: in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht, im Schnitt, eines
Hilfsobjektes, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
Figur 7: eine Variante des Hilfsobjektes von Figur 6.
In Figur 1 und 2 ist mit 10 eine Brillenfassung als ganzes bezeichnet. Die Brillenfassung 10 weist in herkömmlicher Weise seitliche Bügel 12 sowie ein vorderes Fassungsteil 14 auf. Das Fassungsteil 14 nimmt Brillengläser 16 auf und definiert damit eine Fassungsebene 17. Die Fassungsebene 17 schließt mit den Bügeln 12 den sog. Inklinationswinkel γ oder Bügelneigung ein.
Ein Auge 18 befindet sich im Abstand von den Brillengläsern 16. Die in Figur 1 horizontale Hauptblickrichtung 20 verläuft von einem Drehpunkt Z des Auges 18 zu dem sog. Nulldurchblickpunkt OB im Brillenglas 16. Der Abstand der Hornhaut des Auges 18 von dem Nulldurchblickpunkt OB wird als Hornhaut-Scheitel-Abstand HSA bezeichnet.
Vom Drehpunkt Z verläuft im rechten Winkel zu der Fassungsebene 17 die Zentrierrichtung 22, die das Brillenglas 16 im sog. Zentrierpunkt P schneidet.
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessierende Vorneigungswinkel α ist der Schnittwinkel der Fassungsebene mit einer Lotrechten 24. Der Vorneigungswinkel α beträgt in der Praxis 8 bis 12°, im allgemeinen etwa 10°. Auf diesen Winkel sind die üblichen Brillengläser optimiert, so dass bei α = 10° die besten Abbildungsver- hältnisse erzielt werden.
Wenn der Brillenträger normalerweise so, wie in Figur 1 dargestellt, also mit den Bügeln 12 in streng horizontaler Richtung, blickt, dann beträgt der Inklinationswinkel γ gerade 90°-γ bzw. 80° für den bevorzugten Wert von α = 10°. Die normale oder habituelle Haltung eines Brillenträgers, die sich aus seiner üblichen Körper- und Kopfhaltung ergibt, ist jedoch im allgemeinen nicht so wie in Figur 1 dargestellt. Vielmehr ist die habituelle Haltung in der Regel eine leicht nach vorne geneigte Haltung, wie in Figur 2 mit einem Neigungswinkel ß von beispielsweise etwa 5° dargestellt.
Damit auch bei dieser habituelle Haltung der Vorneigungswinkel α = 10° beträgt, muss der Inklinationswinkel γ geändert werden, und zwar auf den Wert γ' = 90°- α + ß, im dargestellten Beispiel also von γ = 80° auf γ' = 85°. In der Praxis geschieht dies dadurch, dass der Optiker die Bügel 12 relativ zum Fassungsteil 14 manuell entsprechend abbiegt.
Würde der Brillenträger die Brille aus Figur 1 habituell, also um 5° nach vorne geneigt tragen, dann verliefe die Fassungsebene 17 unter einem Winkel von α + ß = 15° zur Lotrechten geneigt. Diesen Winkel würde man auch messen, wenn man mittels einer Messeinrichtung den Winkel zwischen der Fassungsebene 17 und der Lotrechten bestimmt. Wenn daher der Optiker dem Brillenträger die noch nicht optimierte Brille aufsetzt, ihn bittet, eine habituelle Haltung einzunehmen und dann den Neigungswinkel misst, kann er aus dem Messwert 15° die Anweisung ableiten, dass er die Bügel noch um 5° abbiegen muss, um zu dem Optimalwert des Vorneigungswinkels von 10° zu kommen. Dies setzt jedoch, wie gesagt, voraus, dass bei der Messung des Neigungswinkels von der Neigung der Fassungsebene 17 ausgegangen wird.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Brillenfassung 10, an dem ein Hilfsobjekt 30 angebracht ist, um den Neigungswinkel zu messen. Das Hilfsobjekt ist flächig und kann entweder am Fassungsteil 14 oder an einem Bügel 12 oder an einem Scharnier zwischen Fassungsteil 14 und Bügel 12 angeordnet, vorzugsweise angesteckt oder angeklemmt werden.
Vor dem Brillenträger befindet sich in einem - nicht maßstäblich dargestellten - Abstand von vorzugsweise einigen Metern eine Lichtquelle 32. Die Lichtquelle 32 strahlt Licht unterschiedlicher Wellenlänge aus. Ein ausgesandter Lichtstrahl 34 trifft auf das Hilfsobjekt, wird dort reflektiert und gelangt als reflektierter Lichtstrahl 36 in eine Farbkamera 38 mit vorzugsweise kleinem Öffnungswinkel des Objektivs. Allgemein gesprochen kann hier ein Gerät verwendet werden, das in der Lage ist, einfallendes Licht nach seiner Farbe differenziert zu bearbeiten und auszuwerten. Im einfachsten Fall kann das auch eine Filteranordnung mit mehreren Filtern sein.
Die Lichtquelle 32 und die Farbkamera 38 nehmen im Raum und zueinander eine vorbestimmte Position Xi, yi, Zi bzw. X2, V2, ii sowie eine vorbestimmte Ausrichtung φi, pi bzw. ψ2, p2 ein. Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Anordnung mit z.B. φi = 92 ist insoweit nur als Beispiel zu verstehen.
Das Hilfsobjekt 32 ist so ausgebildet, dass das einfallende Licht 34 unter einem Winkel δ(λ) reflektiert wird, der von der Wellenlänge λ abhängt. Dies ist in Figur 5 höchst schematisch angedeutet. Wenn also das reflektierte Licht 36 mit einer bestimmten Farbe in das Objektiv der Farbkamera 38 einfällt, kann aus der dieser Farbe entsprechenden Wellenlänge λ der Reflektionswinkel δ(λ) bestimmt werden und damit die Neigung des Hilfselements 32 zur Vertikalen, aber auch zur Horizontalen.
Diese Bestimmung ist dann besonders einfach, wenn das Hilfsobjekt 30 in der Fassungsebene 17 angeordnet ist, wie in Figur 4 gezeigt und oben erläutert. Wenn aus technischen Gründen das Hilfsobjekt 30 zur Fassungsebene 17 geneigt ist, muss der Messwert des Neigungswinkels noch korrigiert werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei Ausführungsbeispiele für das Hilfsobjekt 30a bzw. 30b.
In beiden Fällen weist das Hilfsobjekt 30a bzw. 30b ein einseitig offenes Gehäuse 40 auf, in das von rechts Licht eingestrahlt werden kann.
Bei der Variante 30a von Figur 6 ist eine Innenoberfläche 42a mit einem Retroreflek- tor 44a versehen. Der Retroreflektor 44a ist insgesamt mit einem Beugungsgitter 46a überdeckt. Das einfallende Licht 34a durchläuft das Beugungsgitter 46a, wird vom Retroreflektor 44a in die Einfallsrichtung reflektiert und läuft ein weiteres mal durch das Beugungsgitter 46a. Dabei wird es in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ abgelenkt. Insgesamt reflektiert das Hilfsobjekt 30a somit das einfallende Licht 34 unter einem von der Wellenlänge λ abhängenden Winkel δ (λ).
Wenn das Licht 34a' unter einem schrägen Winkel einfällt, wird es wegen der bekannten Eigenschaft des Retroreflektors 44a trotzdem in seine Einfallsrichtung reflektiert, wie bei 36a' angedeutet.
Entsprechendes gilt für die Variante 30b des Hilfsobjektes in Figur 7. Dort überdeckt das Beugungsgitter 46b nur die halbe Öffnung des Gehäuses 40b. Das einfallende Licht 34b wird an einem Reflektorelement 44b nach unten umgelenkt, so dass das Licht das Beugungsgitter 46b nur ein mal durchläuft.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Bestimmen des Vorneigungswinkels (α) einer von einer Person getragenen Brillenfassung (10), mit einem an der Brillenfassung (10) angeordneten Hilfsobjekt (30), mit Messmitteln zum Bestimmen des Neigungswinkels des Hilfsobjekts (30) im Raum, und mit einer Lichtquelle (32) zum Beleuchten des Hilfsobjekts (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel als Farbkamera (38) ausgebildet sind, dass die Lichtquelle (32) Licht (34) unterschiedlicher Wellenlänge aussendet, dass das Hilfsobjekt (30) das Licht (34) mit einem von der Wellenlänge abhängigen Winkel (δ(λ)) reflektiert, und dass die Farbkamera (38) und die Lichtquelle (32) in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung (x, y, z) und Ausrichtung (p, φ) zueinander positioniert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) an einem Fassungsteil (14) der Brillenfassung (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) an einem Bügel (12) der Brillenfassung (10) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) in einer vorbestimmten Ausrichtung zu einer Fassungsebene (17) der Brillengläser (16) der Brillenfassung (10) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) flächig ausgebildet und mit seiner Fläche parallel zur Fassungsebene (17) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) einen Retroreflektor (44) enthält, und dass der Retroreflektor mindestens teilweise von einem Beugungsgitter (46) überdeckt ist.
7. Verfahren zum Bestimmen des Vorneigungswinkels (α) einer von einer Person getragenen Brillenfassung (10), bei dem ein an der Brillenfassung (10) angeordnetes Hilfsobjekt (30) mit einer Lichtquelle (32) beleuchtet und ein Neigungswinkel des Hilfsobjekts (30) im Raum mittels Messmitteln erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsobjekt (30) mit Licht (34) unterschiedlicher Wellenlänge beleuchtet wird, dass das Hilfsobjekt (30) das Licht (34) mit einem von der Wellenlänge abhängigen Winkel (δ(λ)) reflektiert, und dass der Vorneigungswinkel (α) aus der von den Messmitteln erfassten Farbe, sowie einer vorbestimmten räumlichen Anordnung (x, y, z) und Ausrichtung (p, φ) der Messmittel und der Lichtquelle (32) zueinander bestimmt wird.
PCT/EP2006/008724 2005-09-28 2006-09-07 Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vorneigungswinkels einer brillenfassung WO2007036288A1 (de)

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