WO2011131169A1 - Videozentriersystem mit gesichtsfeldbewertung und verfahren zur gesichtsfeldbewertung - Google Patents

Videozentriersystem mit gesichtsfeldbewertung und verfahren zur gesichtsfeldbewertung Download PDF

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WO2011131169A1
WO2011131169A1 PCT/DE2011/000431 DE2011000431W WO2011131169A1 WO 2011131169 A1 WO2011131169 A1 WO 2011131169A1 DE 2011000431 W DE2011000431 W DE 2011000431W WO 2011131169 A1 WO2011131169 A1 WO 2011131169A1
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WO
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subject
imaging unit
unit
centering
evaluation
Prior art date
Application number
PCT/DE2011/000431
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Joachim Ollendorf
Original Assignee
Hans-Joachim Ollendorf
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 Hans-Joachim Ollendorf filed Critical Hans-Joachim Ollendorf
Publication of WO2011131169A1 publication Critical patent/WO2011131169A1/de

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Classifications

    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement

Definitions

  • the invention is based on a video centering system with visual field evaluation of a subject for determining centering data of spectacles according to the features of the preamble of claim 1 and a method for visual field evaluation of a subject for determining centering data of spectacles according to the features of the preamble of claim 9.
  • a known device for the determination of spectacle lens centering data consists of a housing height-adjustable by means of a lifting column with a digital video camera.
  • the lens of the camera is arranged together with a mirror and a light source in the region of the front surface of the housing.
  • the video camera is connected to a computer.
  • the test person stands with the spectacle frame in a marked position in front of the mirror.
  • On the spectacle frame a sighting device with two calibration points can be plugged (DE 100 33 983 AI).
  • a recording unit for a video centering system is described in DE 20 2009 003 543 Ul.
  • the company Rodenstock GmbH discloses a device and a method for determining optical parameters of a user.
  • the device consists of at least two image recording devices and a data processing device.
  • the data processing device has a user data determination device, a parameter determination device and a data output device.
  • For determining optical parameters of a user first of all image data are generated from at least partial areas of the user's head from at least two different recording directions.
  • user data determination device user data of the head and a pair of spectacles arranged thereon in the position of use are determined on the basis of the generated image data, the user data comprising location information in three-dimensional space of specific subareas of the head. At least part of the optical parameters of the user are determined with the parameter determination device on the basis of the user data.
  • the data output device outputs at least a part of the specific optical parameters of the user (DE 10 2005 003 699 AI).
  • the subject is positioned opposite a measuring device with cameras and an upper and a lower screen, the screens having different distances from the subject.
  • the test person wears a headband with four LEDs. Cameras record the movements of the subject's head and eyes, determine the orientation of the eyes in relation to the head, and the time in which the eyes remain in their respective orientation.
  • the two screens guide the subject's gaze in the desired direction.
  • the respective orientation of the head and the eyes which is determined by angular coordinates, is detected by the cameras and evaluated by software from a computer system (EP 1 747 750 AI).
  • the video centering system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the subject by representation of him interesting, possibly backed with sound pictorial representation, is suggested to be in a normal image viewing situation. Neither the device as such nor instructions of an optician give the subject the impression of being in a measurement situation. The device effectively creates an in situ situation.
  • the advantages of the present invention furthermore lie in the fact that the software-technical evaluation of all acquired measured values, in addition to providing the values usually determined in a video centering, such as distance to the glass, grinding height, lens length, lens height, distance between the mounting disks, mounting disk angle of the mounting disks to each other and pretilt angle of the mounting disks for the space vertical and corneal vertex distance, also the centering values proximity, such as glass viewing point proximity or inset, provides.
  • the so-called individual, specifically adapted to the respective customer progressive lenses currently required by the eyeglass lens manufacturers require a variety of measurements that go beyond the previously determined by Videozentriersystemen measured both qualitatively and quantitatively far, such as eye rotation point measurements.
  • the invention makes it possible, the eye fulcrums both in the situation distant in each case in the horizontal axis of rotation and in the vertical axis of rotation as well as the eye fulcrums in the situation near each also in the horizontal and in the vertical axis to determine and perform a visual field evaluation in relation of viewing direction to head rotation in both horizontal and vertical space and viewing direction. Since the measured values are determined from an in situ situation of the test person in which the test person is not aware that he is in a measuring situation, a largely unadulterated measured value determination is possible.
  • the software evaluation unit knows the dimensions and characteristic values of the spectacle frame, such as socket disc length, socket disc height, distance between the socket discs, angle between the socket discs, the software evaluation of the video recordings of the subject allows the position of the pupils as well as the position at all times and to determine the length of the brine collection in three-dimensional space.
  • the pictorial representations accompanied by speakers reproduced corresponding tones. This makes it possible to play sound film sequences or to make the process of adjusting glasses pleasant overall by appealing music.
  • the visual representations are matched by taking into account the correction values of the subject in such a way that he optimally recognizes the representations of the imaging unit even without prescription glasses at a certain, desired distance and thus independently takes certain distances to the imaging unit.
  • the cameras of the camera unit for focusing the system on the eyes or the spectacle frame of the subject are automatically tracked under software control in each measurement situation.
  • the cameras are fixed and their recording area designed so large that the face recognition and focusing of the camera itself automatically takes place on the subject's face.
  • the cameras are structurally designed such that they are recognized by the subject in the first approximation rather than speakers.
  • the Videozentriersystem is equipped with lighting to deliver the light needed by the cameras on the one hand and on the other hand to create a pleasant brightness for the subject. To minimize glare, the lighting is flat.
  • the software engineering evaluation unit of the video recordings of the subject drives the imaging unit automatically in a suitable height in relation to the body size of the subject that the upper edge of the imaging unit corresponds approximately to the height of the subject.
  • the cameras may be fixed and one camera on each side of the imaging unit may be sufficient.
  • an imaging unit 1 for example, a monitor
  • a camera unit 2 for a person facing the imaging unit 1 subjects 3 is invisibly integrated.
  • the camera unit 2 consists in the present example of two on the right and left outer edge, but still within the imaging unit 1 arranged cameras 4, each having an image pick-up area 5, in which the subject . 3, capture.
  • the subject 3 carries a spectacle frame 6.
  • a planar lighting unit 7 and 8 speakers are also provided.
  • the illumination unit 7 supplies the light required for the cameras 4 and is flat, so that glare effects for the subject 3 are kept low.
  • the cameras 4 are designed in such a way that they are recognized by the subject 3 in the first approximation rather than speakers.
  • the imaging unit 1 awakens the interest of the subject 3 in such a way that he follows the representations accompanied by corresponding sounds and does not recognize that he is in a measurement situation.
  • the pictorial representations can be both still images and video streams.
  • the pictorial representations are also suitable for acting on the subjects 3 in such a way that they occupy certain distances to the imaging unit 1.
  • the pictorial representations are adapted to them in such a way that they initially optimally recognize the representations without corrective spectacles at a certain, desired distance and thus autonomously occupy certain distances to the imaging unit 1.
  • the measuring system reacts to the actions and reactions of the subject 3 so that, with his reactions to the representations, he unconsciously takes over part of the process control of the measuring system.
  • the software-technical evaluation of the video recordings of the subject 3 automatically moves the imaging unit 1 into a suitable height in a first step Relation to the body size of the subject 3, that the upper edge of the imaging unit 1 corresponds approximately to its height and the respective upper camera 4 of the camera unit 2 is at eye level of the subject 3. This already happens at a greater distance from the subject 3, so that he is largely not irritated or influenced.
  • the subject 3 is animated by the representations of the imaging unit 1 to take a position in which he can be detected by at least two of the cameras 4 video immanently.
  • the camera unit 2 is designed so that either a software-controlled automatic tracking in each measurement situation, the focus of the system on the eyes or the spectacle frame of the subject 3 allows or that the recording area of the camera 4 is so large that the face recognition and automatic focusing of the cameras 4 takes place permanently on the face of the subject 3.
  • the video recordings of the cameras 4 are synchronized in time, the synchronization being carried out either computer-controlled via a synchronization signal or optically, for example via a flash recorded by both cameras 4, which functions as the synchronization signal of the image evaluation software.
  • the software-technical evaluation of the video recordings of the subject 3 makes it possible at any time to determine the position of his pupils.
  • the software-technical evaluation of the video recordings of the subject 3 makes it possible at any time to adjust the position and the position of the spectacle frame 6 carried by him in three-dimensional space determine.
  • the software-technical evaluation unit with at least one characteristic value of the spectacle frame 6, such as, for example, the lens length.
  • the software-technical evaluation of the video recordings of the subject 3 at any time is able to determine the position and the position of a measurement base and calibration device attached to the spectacle frame 6 in three-dimensional space.
  • the software engineering evaluation unit is given certain dimensions and characteristic values of the measurement base and calibration device, as described, for example, in the patent application DE 10 2009 036 243.6.
  • the subject 3 is animated by the representations of the imaging unit 1 to take a horizontal direction horizontally, which is perpendicular to the plane of the imaging unit 1 at the same time.
  • the software evaluation of the recording of the subject 3 is able to determine essential parameters of the centering of spectacle lenses in the spectacle frame 6, such as the distance between the lens and the grinding height.
  • the test person 3 is not aware of any measuring situation, so there is also an in situ situation here.
  • the subject 3 is animated by the representations of the imaging unit 1 to look at certain other areas on the imaging unit 1 starting from the position in which the essential parameters of the spectacle lens centering were determined. These areas are located in precisely defined both horizontal and vertical angular relationships to the position of the determination of the glass viewing point distance.
  • the pupil position as well as the position and the position of the spectacle frame 6 and / or if present, determines the position and position of the measuring base and calibration device mounted on the spectacle frame 6 in three-dimensional space.
  • the software-technical evaluations of the images of these visual situations are able to perform a determination of the respective ratios of the angle of the viewing direction and the angle of the head rotation to each other and the determination of the eye rotation point both in its vertical and in its horizontal axis of rotation.
  • the subject 3 is animated by the representations of the imaging unit 1 in such a way that he shortens his position with respect to the distance to the imaging unit 1 in such a way that he assumes the distance of his usual reading distance. In this position, he is captured by two other cameras 4 video recording technology.
  • These cameras 4 are also designed so that either a software-controlled automatic tracking in each measurement situation, the focus of the system on the eyes or the spectacle frame 6 of the subject 3 allows or that the recording area of the camera 4 is so large that the face recognition and automatic focusing of the cameras 4 independently on the face part of the subject 3 in a reading situation similar constellation takes place.
  • the video recordings of the two additional cameras 4 are also synchronized in time as described above.
  • the subject 3 is animated by the representations of the imaging unit 1 in such a way that his viewing direction corresponds to the region of the pictorial representation with respect to the reading distance of his usual viewing direction at reading distance.
  • the software-technical evaluations of the recordings of these situations are able to determine essential parameters of the centering of spectacle lenses in the version situation proximity, such as glass viewing point proximity and inset.
  • the subject 3 is animated by the images of the imaging unit 1 to look at certain other areas on the imaging unit in the position in which the essential parameters of the lens centering in the spectacle frame have been determined.
  • these areas are located in well-defined both horizontal and vertical angular relationships with the position of the determination of the glass viewing point proximity.
  • the optician is able to carry out a determination of the respective ratios of the angle of the viewing direction and the angle of the head rotation to each other and the determination of the eye rotation points of both the vertical and the horizontal axis of rotation in the situation near.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Videozentriersystem mit Gesichtsfeldbewertung eines Probanden (3) zur Bestimmung von Zentrierdaten einer Brille, bestehend aus einer bildgebenden Einheit (1), einer Kameraeinheit (2), und einer softwaretechnischen Auswerteeinheit. Erfindungsgemäß ist das Videozentriersystem ein. In situ Videozentriersystem, dessen Kameraeinheit (2) je Seite der bildgebenden Einheit (1) aus mindestens einer Kamera (4) besteht, die von dem Probanden (3) nicht wahrgenommen werden. Die bildlichen Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) sind so ausgewählt, dass der Proband (3) sich selbst sowie seine Blicke und/oder Kopfbewegungen unaufgefordert in die zur Bestimmung der Zentrierdaten der Brille erforderlichen Richtungen bzw. Positionen bewegt bzw. lenkt. Durch die bildlichen Darstellungen wird dem Probanden (3) eine normale Bildbetrachtungssituation suggeriert, was eine weitgehend unverfälschte Messwertermittlung ermöglicht. Zusätzlich zu den bei einer Videozentrierung üblicherweise ermittelten Werten werden auch die Zentrierwerte Nähe sowie die Augendrehpunkte in der Situation Ferne und Nähe jeweils in horizontaler und vertikaler Drehachse ermittelt. Außerdem ist eine Gesichtsfeldbewertung in Relation von Blickrichtung zu Kopfverdrehung in horizontaler und vertikaler Raum- und Blickrichtung möglich.

Description

Videozentriersystem mit Gesichtsfeldbewertung und Verfahren zur Gesichtsfeldbewertung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Videozentriersystem mit Gesichtsfeldbewertung eines Probanden zur Bestimmung von Zentrierdaten einer Brille nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Gesichtsfeldbewertung eines Probanden zur Bestimmung von Zentrierdaten einer Brille nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
Bekannt sind eine Reihe von einschlägigen Veröffentlichungen zu Videozentriersystemen, von denen stellvertretend der Artikel„Moderne Videozentriersysteme und Pupillometer im Vergleich" von Dr. W. Wesemann, DOZ 6-2009, S. 44 - 50 und DOZ 7-2009, S. 32 - 39, genannt wird. Das Wirkprinzip derartiger Videozentriersysteme beruht darauf, dass jeweils eine mechanisch bewegliche, d. h. in der Höhe verfahrbare und horizontal schwenkbare Kamera auf Augenhöhe eines Brillenträgers verfahren wird. Derartige Videozentriersysteme weisen ferner Mittel zur Ausrichtung der Blickrichtung des Brillenträgers in die auf Augenhöhe befindliche Kamera während der Aufnahme in die notwendige waagerechte Richtung, die sog. Null-Blickrichtung, auf.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Eine bekannte Einrichtung zur Bestimmung von Brillenglas-Zentrierda- ten besteht aus einem mittels einer Hubsäule höhenverstellbaren Gehäuse mit einer digitalen Videokamera. Das Objektiv der Kamera ist zusammen mit einem Spiegel und einer Lichtquelle im Bereich der Frontfläche des Gehäuses angeordnet. Die Videokamera ist mit einem Computer verbunden. Der Proband steht mit aufgesetztem Brillengestell an einer markierten Stelle vor dem Spiegel. Auf das Brillengestell ist eine Visiereinrichtung mit zwei Kalibrierpunkten aufsteckbar (DE 100 33 983 AI). Eine Aufnahmeeinheit für ein Videozentriersystem ist in de DE 20 2009 003 543 Ul beschrieben.
Von der Fa. Rodenstock GmbH sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von optischen Parametern eines Benutzers bekannt. Die Vorrichtung besteht zumindest aus zwei Bildaufnahmeeinrichtungen und einer Datenverarbeitungseinrichtung. Die Datenverarbeitungseinrichtung weist eine Benutzerdatenbestimmungseinrichtung, eine Parameterbestimmungseinrichtung sowie eine Datenausgabeemrichtung auf. Zur Bestimmung von optischen Parametern eines Benutzers werden zunächst Bilddaten zumindest von Teilbereichen des Kopfes des Benutzers aus zumindest zwei unterschiedlichen Aufnahmerichtungen erzeugt. Mit der Benutzerdatenbestimmungseinrichtung werden anhand der erzeugten Bilddaten Benutzerdaten des Kopfes und einer an diesem in Gebrauchsstellung angeordneten Brille bestimmt, wobei die Benutzerdaten Ortsinformationen im dreidimensionalen Raum von bestimmten Teilbereichen des Kopfes umfassen. Mit der Parameterbestimmungseinrichtung wird anhand der Benutzerdate zumindest ein Teil der optischen Parameter des Benutzers bestimmt. Die Datenausgabeeinrichtung gibt zumindest einen Teil der bestimmten optischen Parameter des Benutzers aus (DE 10 2005 003 699 AI). Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Bestimmung des visuellen Verhaltens einer Person und einem Verfahren zur Anpassung von Brillengläsern wird der Proband gegenüber einer Messvorrichtung mit Kameras sowie einem oberen und einem unteren Bildschirm positioniert, wobei die Bildschirme gegenüber dem Probanden unterschiedliche Abstände aufweisen. Der Proband trägt ein mit vier LEDs versehenes Kopfband. Durch Kameras werden die Bewegungen des Kopfes sowie der Augen des Probanden aufgezeichnet, die Orientierung der Augen in Relation zum Kopf sowie die Zeit, in der die Augen in der jeweiligen Orientierung verweilen, bestimmt. Die beiden Bildschirme lenken den Blick des Probanden in die jeweils gewünschte Richtung. Die jeweilige Orientierung des Kopfes und der Augen, die durch Winkelkoordinaten bestimmt ist, wird von den Kameras erfasst und softwaretechnisch von einem Computersystem ausgewertet (EP 1 747 750 AI).
Der wesentliche Nachteil aller bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Probanden sowohl von ihrem Aufbau her als auch von der von dem Optiker vorgegebenen oder auch automatisch ablaufenden Verfahrensroutine spürbar einer bestimmten Mess- Situation ausgesetzt sind, der sie sich auch nicht durch noch so gut gemeinte Hinweise zur Entspannung entziehen können. Dieses Problem wird auch in dem o. g. Fachbericht aus der Deutschen Optiker Zeitschrift ausführlich erläutert, nach dem die Brauchbarkeit der Messwerte wesentlich von einer möglichst ungezwungenen, nämlich einer natürlichen Kopf- und Körperhaltung, abhängt. Nach Auffassung des Autors ist dieses Problem nicht lösbar (siehe DOZ 6-2009, S. 48, 3.7.2 und DOZ 7-2009, S. 38), vielmehr stellt es die Hauptursache für Messunsicherheiten dar. Deshalb ist eine gewisse Verfälschung der mit den genannten Vorrichtungen ermittelten Messwerte nicht auszuschließen. Die Erfindung und ihre Vorteile
Das erfindungsgemäße Videozentriersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass dem Probanden durch Darstellung einer ihn interessierenden, ggf. mit Ton unterlegten bildlichen Darstellung, suggeriert wird, sich in einer normalen Bildbetrachtungssituation zu befinden. Weder die Vorrichtung als solche noch Anweisungen eines Optikers lassen bei dem Probanden den Eindruck entstehen, sich in einer Messsituation zu befinden. Durch die Vorrichtung wird gewissermaßen eine In situ Situation geschaffen.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen ferner darin, dass die softwaretechnische Auswertung aller erfassten Messwerte neben der Bereitstellung der bei einer Videozentrierung üblicherweise ermittelten Werte, wie Glasdurchblickspunkt Ferne, Einschleifhöhe, Fassungsscheibenlänge, Fassungsscheibenhöhe, Abstand zwischen den Fassungsscheiben, Fassungsscheibenwinkel der Fassungsscheiben zueinander sowie Vorneigungswinkel der Fassungsscheiben zur Raumsenkrechten und Hornhaut-Scheitel-Abstand, auch die Zentrierwerte Nähe, wie Glasdurchblickspunkt Nähe oder Inset, bereitstellt.
Des Weiteren erfordern die derzeit von den Brillenglasherstellern entwickelten sog. individuellen, speziell auf den jeweiligen Kunden zugeschnittenen Gleitsichtgläser ein Vielzahl von Messwerten, die über die bisher von Videozentriersystemen ermittelten Messwerte sowohl qualitativ als auch quantitativ weit hinaus gehen, wie beispielsweise Augendrehpunktsmessungen. Die Erfindung ermöglicht es, die Augendrehpunkte sowohl in der Situation Ferne jeweils in der horizontalen Drehachse und auch in der vertikalen Drehachse als auch die Augendrehpunkte in der Situation Nähe ebenfalls jeweils in der horizontalen und in der vertikalen Achse zu bestimmen sowie eine Gesichtsfeldbewertung in Relation von Blickrichtung zu Kopfverdrehung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Raum- und Blickrichtung durchzuführen. Da die Messwerte aus einer In situ Situation des Probanden heraus ermittelt werden, bei der dem Probanden nicht bewusst ist, dass er sich in einer Messsituation befindet, ist eine weitgehend unverfälschte Messwertermittlung möglich.
Sofern der softwaretechnischen Auswerteeinheit die Maße und Kennwerte der Brillenfassung, wie beispielsweise Fassungsscheibenlänge, Fassungsscheibenhöhe, Abstand zwischen den Fassungsscheiben, Winkel zwischen den Fassungsscheiben, bekannt sind, ermöglicht es die softwaretechnische Auswertung der Video-Aufnahmen des Probanden jederzeit, die Position der Pupillen sowie die Position und die Läge der Brülenfassung im dreidimensionalen Raum zu bestimmen.
Mit der softwaretechnische Auswertung der Video-Aufnahmen des Probanden ist es jederzeit auch möglich, die Position und die Lage einer an der Brillenfassung angebrachten Messbasis- und Kalibriereinrichtung im dreidimensionalen Raum zu bestimmen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die bildliche Darstellungen von über Lautsprecher wiedergegebenen korrespondierenden Tönen begleitet. Dadurch ist es möglich, Tonfilmsequenzen abzuspielen oder den Vorgang der Brillenanpassung insgesamt durch ansprechende Musik angenehm zu gestalten.
Bei einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die bildlichen Darstellungen durch Berücksichtigung der Korrektionswerte des Probanden derart auf diesen abgestimmt, dass er die Darstellungen der bildgebenden Einheit auch ohne Korrektionsbrille in einer bestimmten, gewollten Entfernung optimal erkennt und damit selbständig bestimmte Entfernungen zur bildgebenden Einheit einnimmt.
Nach einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Kameras der Kameraeinheit zur Fokussierung des Systems auf die Augen bzw. die Brillenfassung des Probanden automatisch in jeder Mess-Situation softwaregesteuert nachgeführt.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kameras fest angeordnet und ihr Aufnahmebereich so groß ausgelegt, dass die Gesichtserkennung und Fokussierung der Kameras selbst auf die Gesichtspartie des Probanden automatisch erfolgt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kameras gestalterisch derart ausgeführt, dass sie vom Probanden in erster Näherung eher als Lautsprecher erkannt werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Videozentriersystem mit einer Beleuchtung ausgestattet, um zum einen das von den Kameras benötigte Licht zu liefern und zum andern für den Probanden eine angenehme Helligkeit zu schaffen. Um Blendwirkungen gering zu halten, ist die Beleuchtung flächig ausgeführt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung fährt die softwaretechnische Auswerteeinheit der Video-Aufnahmen des Probanden die bildgebende Einheit automatisch derart in eine geeignete Höhe in Relation zur Körpergröße des Probanden, dass die obere Kante der bildgebenden Einheit etwa der Körpergröße des Probanden entspricht. In dem Fall können die Kameras feststehend ausgeführt sein, und es ist ggf. eine Kamera auf jeder Seite der bildgebenden Einheit ausreichend. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere das Verfahren zur Gesichtsfeldbewertung, sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der Messsituation.
In eine bildgebende Einheit 1, beispielsweise einem Monitor, ist eine Kameraeinheit 2 für einen sich gegenüber der bildgebenden Einheit 1 positionierenden Probanden 3 unsichtbar integriert. Die Kameraeinheit 2 besteht im vorliegenden Beispiel aus zwei am rechten und linken äußeren Rand, jedoch noch innerhalb der bildgebenden Einheit 1 angeordneten Kameras 4, die jeweils einen Bildaufnahmebereich 5, in dem sich der Proband .3 befindet, erfassen. Der Proband 3 trägt eine Brillenfassung 6. An der bildgebenden Einheit 1 sind ferner eine flächige Beleuchtungseinheit 7 sowie Lautsprecher 8 vorgesehen. Die Beleuchtungseinheit 7 liefert das für die Kameras 4 erforderliche Licht und ist flächig ausgeführt, so dass Blendwirkungen für den Probanden 3 gering gehalten werden. Die Kameras 4 sind gestalterisch derart ausgeführt, dass sie vom Probanden 3 in erster Näherung eher als Lautsprecher erkannt werden.
Die bildgebende Einheit 1 weckt durch geeignete Darstellungen das Interesse des Probanden 3 derart, dass er den von korrespondierenden Tönen begleiteten Darstellungen folgt und nicht erkennt, dass er sich in einer Messsituation befindet. Die bildlichen Darstellungen können sowohl stehende Bilder als auch Videostreams sein. Dabei sind die bildlichen Darstellungen geeignet, die Aufmerksamkeit des Probanden 3 in der Weise zu wecken, dass er seine Blicke und/ oder seine Kopfbewegungen automatisch, d. h. durch sein natürliches Sehverhalten in bestimmte, gewollte Richtungen lenkt.
Die bildlichen Darstellungen sind ebenfalls geeignet, auf den Probanden 3 derart einzuwirken, dass er bestimmte Entfernungen zur bildgebenden Einheit 1 einnimmt.
Zu diesem Zweck sind die bildlichen Darstellungen durch Berücksichtigung der Korrektionswerte des Probanden 3 derart auf diesen abgestimmt, dass er die Darstellungen zunächst auch ohne Korrektionsbrille in einer bestimmten, gewollten Entfernung optimal erkennt und damit selbstständig bestimmte Entfernungen zur bildgebenden Einheit 1 einnimmt.
ί
Alle nachfolgenden Arbeitsschritte laufen automatisch in der Art und Weise ab, dass weder die bedienende Person, zumeist ein Augenoptiker, noch das Mess- System den Probanden 3 durch Handlungsanweisungen beeinflusst, vielmehr sind die Darstellungen, die dem Probanden 3 zugänglich gemacht werden, derart gestaltet, dass sie ihn suggestibel beeinflussen bzw. dass er intuitiv die durch die Darstellungen gewollten Handlungen ausführt.
Des Weiteren reagiert das Mess-System auf die Handlungen und Reaktionen des Probanden 3, so dass dieser mit seinen Reaktionen auf die Darstellungen unbewusst einen Teil der Ablaufsteuerung des Mess- Systems übernimmt.
Im vorliegenden Beispiel fährt die softwaretechnische Auswertung der Video-Aufnahmen des Probanden 3 in einem ersten Abiaufschritt die bildgebende Einheit 1 automatisch derart in eine geeignete Höhe in Relation zur Körpergröße des Probanden 3, dass die obere Kante der bildgebenden Einheit 1 etwa seiner Körpergröße entspricht und die jeweils obere Kamera 4 der Kameraeinheit 2 sich auf Augenhöhe des Probanden 3 befindet. Dies geschieht bereits in einer größeren Entfernung zum Probanden 3, so dass er dadurch weitgehend nicht irritiert bzw. beeinflusst wird.
Im nächsten Abiaufschritt wird der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, eine Position einzunehmen, in der er von zumindest zwei der Kameras 4 videoauf ahmetechnisch erfasst werden kann.
Dabei ist die Kameraeinheit 2 so ausgeführt sind, dass entweder eine softwaregesteuerte automatische Nachführung in jeder Mess-Situation die Fokussierung des Systems auf die Augen bzw. die Brillenfassung des Probanden 3 ermöglicht oder dass der Aufnahmebereich der Kameras 4 so groß ist, dass die Gesichtserkennung und automatische Fokussierung der Kameras 4 seibstständig auf die Gesichtspartie des Probanden 3 erfolgt.
Die Videoaufnahmen der Kameras 4 sind zeitlich synchronisiert, wobei die Synchronisierung entweder rechnergesteuert über ein Synchronsignal oder optisch, beispielsweise über einen von beiden Kameras 4 aufgenommenen Blitz, der als Synchronisierungssignal der Bildauswertungssoftware fungiert, erfolgt.
Die softwaretechnische Auswertung der Video-Aufnahmen des Probanden 3 ermöglicht es jederzeit, die Position seiner Pupillen zu bestimmen.
Des Weiteren ermöglicht es die softwaretechnische Auswertung der Video-Aufnahmen des Probanden 3 jederzeit, die Position und die Lage der von ihm getragenen Brillenfassung 6 im dreidimensionalen Raum zu bestimmen. Dazu ist es ausreichend, der softwaretechnischen Auswerteeinheit mindestens einen Kennwert der Brillenfassung 6, wie beispielsweise die Fassungsscheibenlänge, bekannt zu geben.
Des Weiteren ist die softwaretechnische Auswertung der Video- Aufnahmen des Probanden 3 jederzeit in der Lage, die Position und die Lage einer an der Brillenfassung 6 angebrachten Messbasis- und Kalibriereinrichtung im dreidimensionalen Raum zu bestimmen. Zu diesem Zwecke werden der softwaretechnischen Auswerteeinheit bestimmte Maße und Kennwerte der Messbasis- und Kalibriereinrichtung, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung DE 10 2009 036 243.6 beschrieben ist, bekannt gegeben.
Im nächsten Abiaufschritt wird der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, eine Blickrichtung horizontal waagerecht einzunehmen, die gleichzeitig senkrecht zu der Ebene der bildgebenden Einheit 1 verläuft.
In dieser Situation ist die softwaretechnische Auswertung der Aufnahme des Probanden 3 in der Lage, wesentliche Parameter der Zentrierung von Brillengläsern in der Brillenfassung 6, wie Glasdurchblickspunkt Ferne und Einschleifhöhe, zu bestimmen. Wie weiter vorn bereits ausgeführt, ist dem Probanden 3 hierbei keine Mess-Situation bewusst, es ist also auch hier eine In situ Situation gegeben.
Im nächsten Abiaufschritt wird der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, ausgehend von der Position, in der auch die wesentlichen Parameter der Brillenglaszentrierung bestimmt wurden, bestimmte andere Bereiche auf der bildgebenden Einheit 1 anzublicken. Dabei befinden sich diese Bereiche in genau definierten sowohl horizontalen als auch vertikalen Winkelverhältnissen zur Position der Bestimmung des Glasdurchblickspunktes Ferne. In dieser Konstellation werden im vorliegenden Beispiel, wie in anderen Blicksituationen auch, währenddessen der Proband 3 animiert ist, in eine bestimmte Richtung auf die bildgebende Einheit 1 zu blicken, gleichzeitig die Pupillenlage sowie auch die Position und die Lage der Brillenfassung 6 und/ oder, falls vorhanden, die Position und Lage der an der Brillenfassung 6 angebrachten Messbasis- und Kalibriereinrichtung im dreidimensionalen Raum bestimmt.
Dadurch sind die softwaretechnischen Auswertungen der Aufnahmen dieser Blicksituationen in der Lage, eine Bestimmung der jeweiligen Verhältnisse des Winkels der Blickrichtung und des Winkels der Kopfverdrehung zueinander sowie die Bestimmung des Augendrehpunktes sowohl in seiner vertikalen als auch in seiner horizontalen Drehachse durchzuführen.
Im nächsten Abiaufschritt wird der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, dass er seine Position bezüglich der Entfernung zur bildgebenden Einheit 1 derart verkürzt, dass er den Abstand seiner üblichen Leseentfernung einnimmt. In dieser Position wird er von zwei weiteren Kameras 4 videoaufnahmetechnisch erfasst.
Diese Kameras 4 sind ebenfalls so ausgeführt, dass entweder eine softwaregesteuerte automatische Nachführung in jeder Mess-Situation die Fokussierung des Systems auf die Augen bzw. die Brillenfassung 6 des Probanden 3 ermöglicht oder dass der Aufnahmebereich der Kameras 4 so groß ist, dass die Gesichtserkennung und automatische Fokussierung der Kameras 4 selbstständig auf die Gesichtspartie des Probanden 3 in einer der Lesesituation ähnlichen Konstellation erfolgt. Die Videoaufnahmen der beiden zusätzlichen Kameras 4 sind ebenfalls zeitlich synchronisiert wie zuvor beschrieben. Im nächsten Abiaufschritt wird der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, dass seine Blickrichtung zu dem Bereich der bildlichen Darstellung bezüglich der Leseentfernung seiner üblichen Blickrichtung bei Leseentfernung entspricht.
Dadurch sind die softwaretechnischen Auswertungen der Aufnahmen dieser Situationen in der Lage, wesentliche Parameter der Zentrierung von Brillengläsern in der Fassung Situation Nähe, wie Glasdurchblickspunkt Nähe und Inset, zu bestimmen.
Schließlich wird in einem abschließenden Abiaufschritt der Proband 3 durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit 1 dazu animiert, in der Position, in der auch die wesentlichen Parameter der Brillenglaszentrierung in der Brillenfassung Situation Nähe bestimmt wurden, bestimmte andere Bereiche auf der bildgebenden Einheit anzublicken. Hierbei befinden sich diese Bereiche in genau definierten sowohl horizontalen als auch vertikalen Winkelverhältnissen zur Position der Bestimmung des Glasdurchblickspunktes Nähe.
Mittels der softwaretechnischen Auswertungen der Aufnahmen dieser Situationen ist der Optiker in der Lage, eine Bestimmung der jeweiligen Verhältnisse des Winkels der Blickrichtung und des Winkels der Kopfverdrehung zueinander sowie die Bestimmung der Augendrehpunkte sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Drehachse in der Situation Nähe durchzuführen. Bezugszahlenliste
1 Bildgebende Einheit
2 ameraeinheit
3 Proband
4 Kamera
5 Bildaufnahmebereich
6 Brillengestell
7 Beleuchtungseinheit
8 Lautsprecher

Claims

Patentansprüche
1. Videozentriersystem mit Gesichtsfeldbewertung eines Probanden zur Bestimmung von Zentrierdaten einer Brille, bestehend aus
einer bildgebenden Einheit (1),
einer Kameraeinheit (2),
einem Aufenthaltsbereich für den Probanden (3) und
einer softwaretechnischen Auswerteeinheit für die Videoaufnahmen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Videozentriersystem ein In situ Videozentriersystem ist, dessen bildgebende Einheit (1), beispielsweise ein Bildschirm, in geeigneter Höhe in Relation zur Körpergröße des Probanden (3) anordbar ist,
dessen Kameraeinheit (2) aus je Seite der bildgebenden Einheit (1) mindestens einer Kamera (4) besteht, wobei die Kameras (4) so in die bildgebende Einheit (1) integriert sind, dass sie von dem Probanden (3) nicht als solche wahrgenommen werden und
dessen bildgebende Einheit (1), gesteuert von der softwaretechnischen Auswerteeinheit, Darstellungen wiedergibt, die geeignet sind, das visuelle Interesse des Probanden (3) derart zu wecken, dass er dem Geschehen auf dem Bildschirm folgt, wobei die bildlichen Darstellungen von der softwaretechnischen Auswerteeinheit so vorbestimmt und/ oder ausgewählt sind,
- dass der Proband (3) dazu animiert wird, eine Position einzunehmen, in der er von zumindest zwei der Kameras (4) videoaufnahmetechnisch erfassbar ist,
- dass der Proband (3) automatisch und von seinem Sehvermögen her veranlasst ist, bestimmte Entfernungen zur bildgebenden Einheit (1) einzunehmen und - dass der Proband (3) seine Blicke und/oder Kopfbewegungen unaufgefordert, allein durch das Verfolgen der Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) in die zur Bestimmung der Zentrierdaten der Brille erforderlichen Richtungen bzw. Positionen lenkt.
2. Videozentriersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Videozentriersystem Mittel zur Tonwiedergabe aufweist.
3. Videozentriersystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die bildlichen Darstellungen durch Berücksichtigung der Korrektionswerte des Probanden (3) derart auf diesen abgestimmt sind, dass er die Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) auch ohne Korrektionsbrille in einer bestimmten, gewollten Entfernung optimal erkennt und damit selbständig bestimmte Entfernungen zur bildgebenden Einheit einnimmt.
4. Videozentriersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kameras (4) der Kameraeinheit (2) feststehend sind und ihr Aufnahmebereich so groß ist, dass die Gesichtserkennung und Fokussierung auf die Gesichtspartie des Probanden (3) automatisch erfolgt.
5. Videozentriersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kameras (4) gestalterisch derart ausgeführt sind, dass sie vom Probanden (3) in erster Näherung eher als Lautsprecher erkannt werden.
6. Videozentriersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Videozentriersystem eine Beleuchtung (7) aufweist.
7. Videozentriersystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beleuchtung (7) flächig ausgeführt ist, so dass die Blendwirkung gering gehalten wird.
8. Videozentriersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die softwaretechnische Auswerteeinheit der Video-Aufnahmen des Probanden (3) die bildgebende Einheit (1) automatisch derart in eine geeignete Höhe in Relation zur Körpergröße des Probanden (3) fährt, dass die obere Kante der bildgebenden Einheit (1) etwa der Körpergröße des Probanden (3) entspricht.
9. Verfahren zur Gesichtsfeldbewertung eines Pro banden zur Bestimmung von Zentrierdaten einer Brille, bei dem mittels einer bildgebenden Einheit (1) einem Probanden (3) von einer softwaretechnischen Auswerteeinheit Blickrichtungen und/ oder Kopfbewegungen vorgegeben werden, die von einer Kameraeinheit (2) videotechnisch erfasst Und von der softwaretechnischen Auswerteeinheit zur Bestimmung der Zentrierdaten der Brille ausgewertet werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesichtsfeldbewertung des Probanden (3) durch die bildgebende Einheit (1) und Kameraeinheit (2) aus einer In situ Situation heraus erfolgt, in der der Proband (3) weder einen Mess Vorgang noch eine Aufnahme Situation noch Anweisungen (Befehle) wahrnimmt, und das Verfahren folgende Schritte umfasst: - zuerst wird der Proband (3) von der Kameraeinheit (2) videotechnisch erfasst, seine räumliche Position zur bildgebenden Einheit (1) erfasst und seine Augenhöhe gemessen,
- anschließend wird der Proband (3) durch die Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) dazu animiert wird, eine Blickrichtung horizontal waagerecht einzunehmen, die gleichzeitig senkrecht zu der Ebene der bildgebenden Einheit (1) erfolgt, wobei durch die softwaretechnische Auswertung der Aufnahmen dieser Situation die wesentlichen Parameter der Zentrierung von Brillengläsern in der Fassung, wie Glasdurchblickspunkt Ferne und Einschleifhöhe, bestimmt werden,
- danach wird der Proband (3) unter Beibehaltung seiner vorhergehenden Position durch Änderungen in der Darstellung der bildgebenden Einheit dazu animiert, bestimmte andere Bereiche auf der bildgebenden Einheit anzublicken, die sich in genau definierten sowohl horizontalen als auch vertikalen Winkelverhältnissen zu den Bereichen der Darstellung der zuvor durchgeführten Bestimmung des Glasdurchblickspunktes Ferne unterscheiden, wobei durch die softwaretechnische Auswertung der Aufnahmen dieser Situationen die jeweiligen Verhältnisse des Winkels der Blickrichtung und des Winkels der Kopfverdrehung zueinander sowie der Augendrehpunkte sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Drehachse sowie des Hornhaut-Scheitel- Abstandes bestimmt werden,
- anschließend wird der Proband (3) durch die bildlichen Darstellungen dazu animiert, dass er seine Position bezüglich der Entfernung zur bildgebenden Einheit (1) derart verkürzt, dass er den Abstand seiner üblichen Leseentfernung einnimmt,
- danach wird der Proband (3) unter Beibehaltung seiner Position durch Änderung der Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) dazu animiert, seine Blickrichtung zu der bildlichen Darstellung entsprechend seiner üblichen Blickrichtung bei Leseentfernung auszurichten, wobei durch die softwaretechnische Auswertung der Aufnahmen dieser Situation die wesentlichen Parameter der Zentrierung von Brillengläsern in der Fassung Situation Nähe, wie Glasdurchblickspunkt Nähe und Inset, bestimmt werden, - und abschließend wird der Proband (3) durch Änderung der Darstellungen der bildgebenden Einheit (1) dazu animiert, unter Beibehaltung seiner Position, bestimmte andere Bereiche auf der bildgebenden Einheit (1) anzublicken, die sich in genau definierten sowohl horizontalen als auch vertikalen Winkelverhältnissen zur Position der Bestimmung des Glasdurchblickspunktes Nähe unterscheiden, wobei durch die softwaretechnische Auswertung der Aufnahmen dieser Situationen die jeweiligen Verhältnisse des Winkels der Blickrichtung und des Winkels der Kopfverdrehung zueinander sowie die Bestimmung der Augendrehpunkte sowohl der vertikalen als auch der horizontalen Drehachse in der Situation Nähe bestimmt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die bildgebende Einheit (1) auf eine Höhe in Relation zur Körpergröße des Probanden (3) gefahren wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der Bestimmung der Verhältnisse des Winkels der Blickrichtung und des Winkels der Kopfverdrehung zueinander, der Augendrehpunkte sowie des Hornhaut-Scheitel-Abstandes gleichzeitig auch die Pupillenlage sowie die Position und Lage der Brillenfassung und/ oder, falls vorhanden, die Position und Lage einer an der Brillenfassung angebrachten Messbasis- und Kalibriereinrichtung im dreidimensionalen Raum bestimmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Videoaufnahmen der Kameras (4) zeitlich synchronisiert sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zeitliche Synchronisierung rechnergesteuert über ein Synchronsignal erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zeitliche Synchronisierung über eine optische Synchronisierung, beispielsweise über einen von beiden Kameras (4) aufgenommenen Blitz, der als Synchronisierungssignal der Bildauswertungssoftware fungiert, erfolgt.
PCT/DE2011/000431 2010-04-20 2011-04-20 Videozentriersystem mit gesichtsfeldbewertung und verfahren zur gesichtsfeldbewertung WO2011131169A1 (de)

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