Rodenstock 2016

2015, Die Übergabe muss gut vorbereitet sein, verfügbar unter http://www.donaukurier. de/lokales/neuburg/Burgheim Die Übergabe muss gut vorbereitet sein;art1763,3066741 (letzter Zugriff am 20.3.2016). Die Rodenstock Gestaltung des Markenraums im Headquarter Competition / Wettbewerb München Okt 2016 Basierend auf dem bestehenden schicken CI der Marke Rodenstock erlauben wir uns, das Schwarz-Weiß-Thema zu übertreiben. Dieser Auftrag umfasste die technische Entwicklung, die Vorbereitung der Serienproduktion und die weltweite Lieferung des integrierten Showroom-Konzeptes "Shop 2. 0 Rodenstock Competence Store" an Rodenstock Competence Partner. Im März 2016 startete der System-Rollout für den weltweiten Einsatz mit ca. 1.000 Mitarbeitern.

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Es handelt sich um eine Einrichtung mit einer Bildaufnahmevorrichtung (12) und einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Abstandes mindestens eines Augen (14A, 14B) eines Anwenders von der Bildaufnahmevorrichtung (12). Das Messgerät enthält Beleuchtungsmittel (10), die in einer vorbestimmten Relativposition zu den Bildaufnahmemitteln (12) angebracht sind und geeignet sind, mindestens eine Spiegelreflexion (Ref_L) mit einem linearen Teil auf der Cornea des Augen des Benutzers sowie Abstandsbestimmungsmittel zu generieren.

das Bildaufnahmemittel (12) angepasst ist, um mindestens ein Spiegelbild (Ref_L) im Gebiet der Cornea des mindestens einen Auges von dem Benutzer aufzufangen. das Entfernungsbestimmungsmittel angepasst ist, um: - Angaben über den Abstandswert zwischen zwei vorgegebenen Lichtreflexionspunkten (Ref_L) und die Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion (Ref_L) in dem erfassten Abbild zu bestimmen; und - den Abstandswert zwischen dem Auge (14A, 14B) und dem Bildaufnahmemittel (12) aus den bestimmten Angaben über den Abstandswert zwischen den beiden vorgegebenen Lichtreflexionspunkten (Ref_L) und der Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion (Ref_L) zu bestimmen.

Es handelt sich auch um ein Messverfahren zur Bestimmung der Entfernung von mindestens einem Auge (14A, 14B) und einem Computerprogramm. "Gerät und Methode zur Bestimmung des Abstandes und/oder der Ausrichtung mittels Hornhautreflexionen" Diese Entwicklung bezieht sich auf ein Gerät mit einer Abbildungseinrichtung und einer Meßeinrichtung zur Bestimmung des Abstandes eines oder beider Augen eines Anwenders von der Abbildungseinrichtung (z.B. einer Kamera).

Das Gerät kann ein Gerät zur Bestimmung optischer Parameter eines Nutzers, ein Gerät zur Erzeugung von Stereo-Bildern und/oder zur Bestimmung von Standortinformationen im räumlichen Bereich, ein Gerät zur Anzeige von Inhalt in Abhängigkeit von der Position eines Nutzers, etc. sein. Außerdem handelt es sich bei der vorliegenden Invention um ein Messverfahren zur Bestimmung der Entfernung eines oder beider der Augen eines Anwenders von einem Bildgerät und einem Computerprogramm zur Durchführung des Messverfahrens.

So sind z.B. moderne Videozentriergeräte bekannt, die mit Hilfe von Bildern und ggf. weiteren Hilfen die einzelnen oder alle Augenparameter eines Anwenders und/oder die Position einer Brillenbrille oder eines Brillengestells vor den Augen eruieren. Merkblatt 10 2005 003 699 Ein 1 zeigt ein Stereo-Kamerasystem mit zwei Fotoapparaten, die je ein Abbild eines Anwenders mit Brillen aus verschiedenen Aufzeichnungsrichtungen erstellen, aus dem die dreidimensionalen Nutzdaten berechnet werden.

Auch Videozentriergeräte mit Kameras sind bekannt, die zeitversetzte Bilder der zu messenden Augenzone des Anwenders aus unterschiedlichen Winkeln aufnehmen. Anschließend werden die Bilder mit Hilfe eines Referenzobjektes im Aufnahmebild (z.B. einer Zentrierklammer) aufeinander ausgerichtet, so dass auch ein Stereo-Kamerasystem entsteht. Bei den anderen Systemen wird nur die mit einer Videokamera erstellte Projektierung auf das Antlitz des Anwenders einer Halterung mit angebrachtem Zentrierwinkel verwendet.

Zum einen können beim Einstecken und Einstecken von Gläsern in ein Brillengestell die mittels einer Videozentriereinrichtung ermittelten Augenparameter und/oder die Gebrauchsposition einer Schutzbrille oder eines Brillengestells vor den Augen einfließen.

Auch kamerabasierende Geräte sind bekannt, bei denen der Bildschirminhalt je nach Stellung und/oder Kopfstellung des Anwenders vor dem Monitor unterschiedlich ist. Ein beispielhaftes Gerät zur Überprüfung der Sehkraft eines Anwenders, bei dem die Grösse der Sehzeichen je nach Stellung des Anwenders unterschiedlich sein kann, ist in der DIN EN 10 2014 009 459 dargestellt.

Bei den oben genannten Geräten auf Kamerabasis ist es oft notwendig, die Position eines von der jeweiligen Person aufgezeichneten Objektes, z.B. eines Benutzerauges, in Bezug auf die jeweilige Person, zu bestimmen, insbesondere die Entfernung zwischen dem Objekt und der Aufnahme. Zu den Aufgaben der Entwicklung gehört es, den Augenabstand zwischen einem oder beiden Auge eines Anwenders und einem bildgebenden Gerät besser und einfacher zu bestimmen.

Ein weiterer Zweck der Entwicklung ist es, die optischen Eigenschaften des Anwenders besser und einfacher zu eruieren. Zum einen handelt es sich um ein Gerät mit einer Bildaufnahmevorrichtung und einer Messvorrichtung zur Bestimmung des Abstandes mindestens eines Augen eines Anwenders von der Bildaufnahmevorrichtung (Abstand zwischen Augen und Bildaufnahmevorrichtung). Das Messgerät besteht aus einer Beleuchtungsvorrichtung, die in einer vorbestimmten Relativposition zur Bildaufnahmevorrichtung angebracht ist und die so gestaltet und ausgebildet ist, dass sie mindestens eine Lichtreflektion mit einem im Prinzip geradlinigen oder -linigen oder -verlängerten Teil auf der Augenhornhaut des Anwenders erzeugt.

Entsprechend besteht die Beleuchtungsvorrichtung aus einer Beleuchtungsquelle, die die Lichtreflektion auf der Cornea des zu untersuchenden Auges auslöst. Es kann die Gestalt oder der Aufbau der Quelle bekannt sein, wobei vor allem der Weg zwischen mindestens zwei vorher bestimmten oder vorherbestimmten Stellen der Quelle und die Gestalt und/oder Lage mindestens eines im wesentlichen linearen Teils der Quelle bekannt sein kann.

Das Abbildungsgerät ist so konzipiert und angeordnet, dass es mindestens ein Abbild der Reflexion von spiegelndem oder reflektierendem Licht oder der Reflexion der Lichtquellen auf der Cornea des zu untersuchenden Auges aufnimmt. Das Abbildungsgerät kann eine oder mehrere auf den Augenbereich des Anwenders gerichtete und in der Lage sein, mindestens ein Abbild zu erstellen, bei dem die Spiegel- oder Reflexlichtreflexion auf der Cornea des mindestens einen Auges ersichtlich ist.

Das Messmittel enthält ferner Abstandsbestimmungsmittel zur Bestimmung des Abstandes zwischen Augen - und Bildaufnahmemittel, die in einem Datenverarbeitungsgerät realisiert werden können. Das Entfernungsbestimmungsmittel ist angepasst, um das von dem Bildaufnahmemittel gemachte mindestens eine Abbild zu verarbeiten und Angaben in Bezug auf den Abstand zwischen den beiden vorgegebenen Stellen in der Lichtreflektion und in Bezug auf die Biegung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion in dem mindestens einen gemachten Abbild zu errechnen.

Die Entfernungsbestimmungseinrichtung ist weiterhin angepasst, um den Augenabstand zur Bildaufnahmevorrichtung aus den erhaltenen Angaben in Bezug auf den Entfernung zwischen den beiden vorgegebenen Lichtreflexionspunkten und einer Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion zu bestimmen. Vor allem, wenn die Gestalt und Dimension der Bildquelle bekannt sind, kann der Augenabstand zur Bildaufnahmevorrichtung aus der spiegelnden Lichtreflektion in mindestens einem von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenem Foto bestimmt werden.

Die Art der Spiegelreflexion auf der Kornea im aufgezeichneten Abbild hängt in erster Linie von der Hornhautgeometrie des zu untersuchenden Auges ab. 2. Der Umfang der Lichtreflektion hängt in erster Linie von der geometrischen Beschaffenheit des Meßsystems und vor allem vom Betrachtungsabstand zwischen dem Bildaufnahmegerät und dem Augeninneren ab. Somit kann der Abstandswert zwischen dem Bildaufnahmegerät und dem zu untersuchenden Objekt aus dem Messabstand zwischen zwei bekannten oder vorgegebenen Lichtreflexionspunkten im erfassten Objekt errechnet werden.

Bei den bekannten oder vorgegebenen Punkten der Lichtreflektion kann es sich z.B. um die Schlusspunkte des linearen Teils der Lichtreflektion handeln, so dass aus der im Foto vermessenen Längenangabe des linearen Teils eine Aussage über den Augenabstand zum Abbildungsgerät gemacht werden kann. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wird außerdem empfohlen, die Krümmungsabhängigkeit des linearen Anteils der Lichtreflektion im erfassten Bildfeld von der Entfernung zwischen der Bildaufnahme und dem Augeninneren bei der Ermittlung des Abstandes zwischen der Bildaufnahmevorrichtung zu beachten.

Die Entfernung zwischen dem Augeninneren und dem Abbildungsgerät wird also aus den Angaben über den Entfernung zwischen zwei zuvor bekannten Lichtreflexionspunkten und der Wölbung des mindestens einen linearen Abschnittes der Bildquelle im erfassten Abbild errechnet. So kann ein einfaches und präzises Messgerät zur Bestimmung des Abstandes zwischen Augen und Bildaufnahmegerät verwirklicht werden, das besonders für den Einsatz in Mobilanwendungen prädestiniert ist.

Das Beleuchtungsgerät kann so gestaltet werden, dass es eine Lichtreflektion auf der Cornea jedes der beiden Auges erzeugt. Das Bildaufnahmegerät kann mindestens ein Foto von beiden Seiten aufnehmen. Das Entfernungsbestimmungsgerät kann so konstruiert werden, dass der Augenabstand zum Bildaufnahmegerät für beide Seiten des Anwenders separat bestimmt werden kann. Die ermittelten Mittelwerte können als Entfernung zwischen Kamera und Bildaufnahmegerät ausgeben werden.

Zusätzlich kann aus den Entfernungen der beiden Ösen zum Bildaufnahmegerät ein Blickwinkel zwischen der Bildebene des Bildaufnahmegerätes und der Linie, die die beiden Ösen verbindet, bestimmt werden, aus dem die Kopfrotation bestimmt werden kann. Das Entfernungsbestimmungsmittel kann zur automatischen und/oder manuellen Ortung der beiden vorgegebenen Lichtreflexionspunkte und des mindestens einen linearen Anteils der Lichtreflektion im erfassten Abbild angepasst und bereitgestellt werden.

Diese Lokalisation umfasst Standortinformationen in Gestalt von Koordinate und/oder Bildpunkten, aus denen die Entfernungsbestimmungseinrichtung die Angaben über den Abstand der beiden (oder mehrerer) vorgegebenen Stellen und die Biegung des linearen Teils der Lichtreflektion bestimmt. Das kann z.B. durch Anwendung und Auswertung einer Gaußschen Verteilung in Bezug auf die Helligkeit der Bildpunkte im erfassten Bildfeld geschehen.

Zu den Kalibrierdaten, die bei der Ermittlung des Abstandes zwischen der Augen-Bildaufnahmevorrichtung herangezogen werden, können beispielsweise Angaben über die Verteilung der Abstände zwischen den beiden vorgegebenen Lichtreflexionspunkten und die Krümmung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion im erfassten Abbildungsbild auf bestimmte oder vorgegebene Abstände von Zielen zu der Bildaufnahmevorrichtung gehören.

Kalibrierdaten können von vorab bekannten Zielen, die sich in vorab bekannter Entfernung vom Bildaufnahmegerät befinden, abgerufen werden. Diese Fläche korrespondiert mit der Wölbung der humanen Cornea. In den Datenpunkten können z.B. Meßwerte für den Weg zwischen zwei vorbestimmten Lichtreflexionspunkten und die Reflexionskrümmung des linearen Teils der Lichtreflektion in einem von der Messkamera des zu eichenden Messgerätes aufgenommenen Abbild vorhanden sein.

Das Leuchtmittel kann z.B. aus mindestens einer Leuchtstofflampe, Leuchtdiode etc. bestehen. Prinzipiell kann die Gestalt der Leuchtmittel und damit die von den Leuchtmitteln erzeugte Lichtreflektion verschieden oder weitestgehend kostenlos sein, da es ausreicht, wenn die Leuchtmittel mindestens einen im Prinzip linearen, besonders geradlinigen Querschnitt haben. Zwei vorgegebene Messpunkte, zwischen denen der Lichtreflexionsabstand auf der Cornea bestimmt wird, können die beiden Enden des Leuchtbalkens sein.

Der Messabstand im Lichtreflexionsbild ist in diesem Falle gleich der Linearschnittlänge bzw. des Lichtschranken. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit kann die Quelle auch mindestens zwei Punkt- oder Kreisabschnitte oder Flächen haben, die die Stellen kennzeichnen, deren Entfernung im erfassten Abbild der Spiegelreflexion auf der Cornea abgelesen wird.

Auch die Lichtpunkte können über und unter dem Leuchtbalken in einem bestimmten Bereich vom Leuchtbalken platziert werden. Das Leuchtmittel und damit die von der Quelle hervorgerufene spiegelnde Lichtreflektion kann auch mehrere im wesentlich geradlinige oder verlängerte und vor allem gerade und/oder komplizierter geformte Teilstücke haben. Anhand von Angaben zur Gestalt und/oder Lage dieser Schnitte im erfassten Bildmaterial kann der Augenabstand zum Abbildungsgerät bestimmt werden, um die Genauigkeit der Messung zu verbessern.

Weitere Angaben und/oder Kenngrößen können anhand des bestimmten Abstandes zwischen Kamera und Bildaufnahmegerät ermittelt werden. Das Gerät kann daher ein Datenverarbeitungsgerät enthalten, das zur Bestimmung der weiteren Information und/oder von Parametern unter Beachtung des bestimmten Abstandes zwischen Kamera und Bildaufnahmegerät bestimmt ist. Das Gerät kann daher eine Skalierungsfaktorbestimmung enthalten, die geeignet ist, einen Skalenfaktor zum Umwandeln einer in einem von der Bildaufnahmevorrichtung erfassten Entfernung in eine aktuelle Entfernung von mindestens einem der beiden Augäpfel zu der Bildaufnahmevorrichtung auf der Grundlage der bestimmten Entfernung zu bestimmen.

So können z.B. die im Foto erfassten Entfernungen in Bildpunkten festgelegt werden. Die Skalierung kann Entfernungen, die in Bildpunkten gemessen werden, in aktuelle Entfernungen umrechnen. Für jedes einzelne Augenpaar kann ein eigener Skalenfaktor festgelegt werden. Wenn sich die ermittelte Entfernung zwischen Kamera und Bildaufnahmegerät für beide Kameras unterscheidet, kann die Skalierung aus einem Durchschnittswert der beiden Entfernungen berechnet werden.

Beispielsweise kann das bildgebende Gerät ein Abbild der beiden Schüler des Anwenders enthalten, am besten mit der entsprechenden Spiegelreflexion auf der Cornea. Das erfasste Foto kann verwendet werden, um die Lage der beiden Augenpupillen des Anwenders und den Abstand der beiden Augenpupillen im erfassten Foto zu bestimmen (z.B. in Pixel).

Indem der Pupillenabstand im Aufnahmebild bestimmt wird und die Skalierfaktoren für beide Seiten berücksichtigt werden, kann der aktuelle Augenabstand oder zwischen den beiden Seiten in der Aufnahme-Situation durch Mittelwertbildung errechnet werden. Der Pupillenabstand kann mit einem Augenmodell bei bekanntem Fixationspunkt bezogen auf das Bildaufnahmegerät oder die Fotokamera auf unbegrenzt umgestellt werden.

Mit Hilfe des Skalierfaktors kann der Augendurchmesser eines Augenlids bestimmt werden, indem z.B. der aktuelle Augendurchmesser aus einem im Aufnahmebild bestimmten Augendurchmesser mit Hilfe des Skalierfaktors errechnet wird. Die Skalierung für die Rahmenebene eines vom Anwender zu tragenden Rahmens erlaubt es, die im Benutzerbild mit dem Rahmen erfassten Abstände in die entsprechenden "tatsächlichen" Abstände in der Rahmenebene umzurechnen.

Über den Skalierfaktor für die Halterebene können weitere Größen wie Linsenlänge, Linsenhöhe, Linsenzentrierhöhe, Linsenabstand, Linsendurchmesser etc. bestimmt werden. Das Gerät kann geeignete Parameter-Erfassungsmittel zur Erfassung mindestens eines vom Anwender zu tragenden Brillengestells, wie Neigung, Winkel der Linse und/oder Entfernung zwischen dem Scheitelpunkt der Hornhaut, enthalten.

Das Gerät kann Parameterbestimmungsmittel enthalten, die geeignet sind, mindestens einen Lichtparameter von mindestens einem der Benutzeraugen und/oder einen Wert für die Gebrauchsposition einer Brillenbrille oder eines Brillengestells vor den Benutzeraugen zu bestimmen, wobei der ermittelte Abstand des Augenabstands von dem Bildaufnahmemittel berücksichtigt wird. Die mindestens eine Optik kann besonders anhand der im aufgezeichneten Abbild erfassten Abstände und unter Beachtung der vorher festgelegten Skalierfaktoren bestimmt werden.

Zu den mindestens einen optischen Parametern des Anwenders kann vor allem der Pupillenabstand und/oder der Pupillenabstand und/oder die Linsenlänge einer vom Anwender zu tragenden Brillenbrille oder eines Brillengestells und/oder die Linsenhöhe einer vom Anwender zu tragenden Brillenbrille oder eines Brillengestells und/oder die Zentrierungshöhe einer vom Anwender zu tragenden Brillenbrille oder eines Brillengestells gehören. und / oder der Entfernung zwischen den vom Anwender zu tragenden Brillengläsern oder zwischen den Linsenringen eines vom Anwender zu tragenden Brillengestells und/oder dem Brillenglasdurchmesser oder den Linsenringen eines vom Anwender zu tragenden Brillengestells und/oder dem Pupillenumfang eines oder beider Brillenträger.

Obige und andere Kenngrößen des Anwenders und/oder die Lage einer Schutzbrille oder eines Brillengestells vor den Augen des Anwenders sind z.B. in der Norm EN ISO 8624 und/oder EN ISO 1366 und/oder EN 58208 und/oder EN 5340 wiedergegeben. Im Übrigen wird auf das Werk "Die Augenoptik des Blicks und der Sehhilfen" von Dr. Roland Enders, 1 995, der Optischen Fachveröffentlichung mbH, Mannheim, Bezug genommen, wenn es um die Festlegung der Augenparameter eines Nutzers oder die Position der Verwendung von Brillen oder Brillenfassungen vor den Augen des Nutzers geht.

Das Bildgebungsgerät kann eine Digitalkamera (z.B. eine CCD-Kamera) enthalten, die auf das bzw. die Benutzeraugen zielt. Das Bildaufnahmegerät kann auch andere Optikkomponenten (z.B. Objektive, Reflektoren, Strahlteiler, etc.) enthalten, um einen passenden Strahlenweg, eine entsprechende Vergrösserung etc. zu erreichen. Zur Realisierung einer Stereokamera kann die Bildaufnahmevorrichtung so konzipiert und angeordnet sein, dass sie Aufnahmen der Spiegelung oder Spiegelung der mindestens einen Quelle im Augenbereich des Anwenders aus mindestens zwei verschiedenen Betrachtungswinkeln oder Aufzeichnungspositionen macht, von denen mindestens ein Aufnahmebild pro Betrachtungswinkel oder pro Aufzeichnungsposition gemacht wird.

Enthält das Bildaufnahmegerät eine Fotokamera, kann es geschwenkt werden, um Aufnahmen aus mindestens zwei verschiedenen Richtungen zu machen. Das Bildaufnahmegerät kann auch mindestens zwei Fotoapparate enthalten, die Aufnahmen im Prinzip gleichzeitig aus verschiedenen Winkeln oder aus verschiedenen Aufnahmestellungen machen. Die Entfernung zwischen Augen und Bildaufnahmegerät kann für jeden Betrachtungswinkel oder für jede Aufnahmeposition mit Hilfe der erfassten Aufnahmen bestimmt werden.

zur Bestimmung des Abstandes des Auges zur Bildaufnahmevorrichtung bei diesem Betrachtungswinkel oder an dieser Aufzeichnungsposition aus den erhaltenen Angaben in Bezug auf den Abstand zwischen den beiden vorgegebenen Lichtreflexionspunkten und die Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion. Eine Veränderung der Aufnahmestellung kann über die festgelegten Entfernungen des Auge oder der Auge vom Bildaufnahmegerät bei verschiedenen Betrachtungswinkeln errechnet werden.

Dazu kann auch die Erfassung eines ruhenden Objektes und die Betrachtung des Blickwinkels von der Bildaufnahmevorrichtung zur Waagerechten genutzt werden. Aus den Entfernungen zwischen Augen und Bildaufnahmegerät in einer waagerechten Projektionsfläche kann die entsprechende Erfassungsposition bestimmt werden. Damit kann ein Stereo-Kamerasystem oder ein Stereomesssystem aus mindestens zwei Aufnahmen aus verschiedenen Betrachtungswinkeln oder Aufnahmestellungen erstellt werden.

Sie kann die Horizontalebene im Referenzsystem des Anwenders und/oder im Erdsystem sein und durch das Zentrum einer Schülerin durchlaufen. Das gilt besonders dann, wenn die beiden Ösen des Anwenders auf verschiedenen Höhen (im Referenzsystem der Erde) sind. Das Gerät kann auch eine 3D-Rekonstruktionsvorrichtung enthalten, die dazu bestimmt ist, Standortinformationen im räumlichen Abstand für mindestens einen bestimmten Ort und/oder einen bestimmten Teil des mindestens einen Augenbereichs des Anwenders und/oder eine vor ihm angebrachte Schutzbrille oder Schutzbrille auf der Grundlage der aus verschiedenen Aufnahmestellungen stammenden Aufnahmen und der zwischen dem mindestens einen Augenbereich des Anwenders und der Bildaufnahmevorrichtung für jede der Aufnahmestellungen bestimmten Entfernungen zu bestimmen.

können für mindestens einen der nachfolgenden Orte räumliche Standortinformationen errechnet werden:: bei einem Kreuzungspunkt einer waagerechten Fläche im Referenzsystem des Anwenders mit den Linsenkanten und/oder den Linsenrahmenkanten der Gläser, die waagerechte Fläche des Anwenders beide Schüler des Anwenders durchschneidet und sich zu einer vorgegebenen Null-Sichtlinie des Anwenders erstreckt; - bei einem Kreuzungspunkt einer senkrechten Fläche im Referenzsystem des Anwenders mit den Linsenkanten und/oder den Linsenrahmenkanten der Gläser die senkrechte Fläche des Anwenders sich rechtwinklig zu der waagerechten Fläche und achsparallel zu der vorgegebenen Null-Sichtlinie des Anwenders erstreckt und eine Schädelpupille des Anwenders durchschneidet; - die senkrechte Fläche des Anwenders die sich von der Schädeloberfläche des Anwenders unterscheidet;

für die Einschränkungen mindestens eines Glases des Anwenders nach der Dimensionierung in einem Kartonmaß; unter Dimensionierung in einem Kartonmaß im Sinn dieser Neuerung versteht man das in relevanten Standards, z.B. in einer Norm beschriebene System von Abmessungen nach z. B. der Norm EN EN ISO 8624 und/oder der Norm EN ISO 13666 oder der Norm EN 58208 und/oder der Norm EN 5340.

Basierend auf den gewonnenen räumlichen Standortinformationen können Zentrierungsdaten und einzelne Kenngrößen des Anwenders bestimmt werden, z.B. die oben erwähnten optische Kenngrößen des Anwenders. Exemplarische Geräte und Methoden zur Bestimmung von Zentrierungsdaten und Einzelparametern des Anwenders im räumlichen Bereich werden beispielsweise in den Anmeldungen zum Patent angemeldet: EN 10 2005 003 699 A1 und EN 10 2014 015 671.

Die ermittelten Abstände zwischen Augen und Bildaufnahmegerät können auch für weitere Applikationen genutzt werden. Die Distanz zwischen Augen und Bildaufnahmegerät kann als Kenngröße für eine häufige Aufgabe genutzt werden, die auf einem Monitor (z.B. auf dem Monitor eines Laptop, Notebook, Tablett, Smartphone, etc.) in einem veränderlichen Bereich angezeigt wird. Generell kann das Entfernungs-Augen-Bildgerät als Variable für die Anzeige von beliebigen Inhalten in Abhängigkeit von der Kopfstellung des Zuschauers vor einem Monitor etc. eingesetzt werden.

Dementsprechend kann das Gerät ein Gerät zur Anzeige von beliebigen Informationen oder Inhalten auf einem Monitor sein, der in einer vorbestimmten oder unbekannten Relativposition zum Bildaufnahmegerät liegt. Das Gerät kann eine Einrichtung zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Schirm und einem Nutzer enthalten, oder

einen Bildbetrachter auf der Grundlage des Abstandes zwischen dem mindestens einen Augen des Anwenders und dem Bildaufnahmegerät. Über den bestimmten Weg "Bildschirmbenutzer" kann der darzustellende bzw. auf dem Schirm darzustellende Bildinhalt in Bezug auf den bestimmten Weg zwischen dem Anwender und dem Schirm umgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Grösse und/oder die Lage der auf dem Display dargestellten Aufnahmen in Bezug auf den bestimmten Augenabstand zum Bildaufnahmegerät variieren.

Die Entfernung des Anwenders vom Monitor kann als Funktion des bestimmten Abstandes zwischen Augen und Bildaufnahmegerät bestimmt werden (bei bekanntem relativen Aufbau des Monitors zum Bildaufnahmegerät). Abhängig vom festgelegten Augenabstand kann die Größe eines visuellen Zeichens auf dem Display bestimmt werden. So kann z.B. das Glas des Bildaufnahmegerätes als Fixierungsobjekt für den Anwender genutzt werden, der das Glas in Blickrichtung Null betrachtet.

Als Bildaufnahmegerät fungiert die im Mobilcomputer eingebaute Digitalkamera. Mit dem Prozessor des Mobilcomputers können die oben genannten Rechnungen über den Abstand zwischen Augen und Bildaufnahmegerät, den Skalierungsfaktor, die optische Größe, die Positionsdaten im räumlichen Bereich usw. erstellt werden. Das Beleuchtungsgerät kann mindestens eine Beleuchtungsquelle (z.B. eine Linienlichtquelle) enthalten, die am oder in das Gerät eingelassen ist.

Der zweite Gesichtspunkt der Entwicklung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren, das Folgendes umfasst: Erzeugung einer spiegelnden Lichtreflektion mit mindestens einem linearen Teil auf der Cornea eines Augen eines Benutzers, bei dem die Lichtreflektion durch eine Beleuchtungsvorrichtung generiert wird, die sich in einer festgelegten Relativposition einer Bildaufnahmevorrichtung befindet; Erfassung von mindestens einem Bild der spiegelnden und mindestens einem Bild der Cornea eines Anwenders.

Bestimmen des Abstandes des Augen des Anwenders zur Bildaufnahmevorrichtung aus den bestimmten Angaben in Bezug auf den Abstand zwischen den beiden vorherbestimmten oder vorherbestimmten Lichtreflexionspunkten und der Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion. Die Lichtreflektion kann, wie oben erwähnt, von einer im Bildaufnahmegerät angebrachten geordneten Quelle mit bekannter Lichtstruktur generiert werden.

Der bekannte Aufbau kann vor allem einen bekannten Zwischenraum zwischen zwei vorgegebenen Stellen und eine bekannte Gestalt (z.B. eine Gerade) eines im Grunde linearen Schnittes haben. Die Methode kann auch die Speicherung des bestimmten Abstandes zwischen Augen und Biid-Sensor in einem Speichergerät, die Anzeige des bestimmten Abstandes auf einem Schirm, die Wiedergabe des bestimmten Abstandes und/oder die Übertragung des bestimmten Abstandes auf andere Geräte usw. einbeziehen.

Die Bestimmung des Abstandes zwischen den beiden vorherbestimmten Lichtreflexionspunkten und der Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion im erfassten Abbild und die Bestimmung des Abstandes des Nutzers zum Bildaufnahmegerät aus den bestimmten Angaben bezüglich des Abstandes zwischen den beiden vorherbestimmten Lichtreflexionspunkten und der Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion kann durch einen entsprechend programmierbaren Rechner oder durchführt werden.

Die ermittelten Abstände können, wie oben dargestellt, unter Einbeziehung von Kalibrierdaten errechnet werden. Die Prozedur kann z.B. die Erfassung von Kalibrierdaten (z.B. durch Lesen von in einem Kalibrierdatenspeicher abgelegten Daten) und die Bestimmung der Entfernung des Augenabstandes zum Bildaufnahmegerät unter Einbeziehung der Kalibrierdaten mit einbeziehen. Zu den Kalibrierdaten können Angaben über die Verknüpfung von Entfernungen zwischen zwei vorgegebenen Lichtreflexionspunkten und der Krümmung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion im erfassten Abbild zu gewissen Entfernungen des Auges zur Bildaufnahmevorrichtung gehören.

Die Lichtreflektion kann also die Gestalt eines Leuchtbalkens haben; und/oder mindestens zwei punktförmige oder runde Regionen haben; und/oder mehrere lineare Ausschnitte haben. Die Methode kann weiterhin die Bestimmung eines Skalierfaktors zum Umwandeln einer in einem von der Bildaufnahme erfassten Aufnahme erfassten Entfernung in eine Ist-Entfernung und/oder die Bestimmung eines Skalierfaktors für die Rahmenebene eines Brillengestells oder von Brillen, die der Anwender trägt, aus der bestimmten Entfernung des mindestens einen Augenabstandes zur Bildaufnahme beinhalten.

Die Methode kann auch die Bestimmung mindestens eines Optikparameters mindestens eines der Benutzeraugen und/oder eines Wertes der Gebrauchsposition einer Brillenbrille oder eines Brillengestells vor den Benutzeraugen unter Beachtung des bestimmten Abstands mindestens eines Auge zu dem Abbildungsgerät, wie oben in Bezug auf das Gerät erläutet. Die Prozedur kann die Aufnahme von Spiegelungen oder Reflexionen im Hornhautbereich des Anwenders aus mindestens zwei verschiedenen Positionen sein.

Zu jeder der Aufnahmestellungen kann der Abstandswert zwischen zwei vorgegebenen Lichtreflexionspunkten und die Wölbung des mindestens einen linearen Anteils der Lichtreflektion in dem von dieser Aufnahmestellung erfassten Aufnahmebild bestimmt werden. Die Entfernung des Blicks zum Bildaufnahmegerät an dieser Aufnahmestelle kann aus den gemessenen Werten bezüglich der Wellenlänge und der Wölbung des mindestens einen linearen Teils der Lichtreflektion bestimmt werden.

Die Methode kann vor allem die Bestimmung von Standortinformationen im räumlichen Abstand für mindestens einen Ort und/oder eine Region des mindestens einen Augen des Anwenders und/oder eine vor dem Augenbereich angeordnete Schutzbrille oder ein Brillengestell auf der Grundlage der erfassten Aufnahmen aus verschiedenen Erfassungspositionen und der bestimmten Entfernungen des mindestens einen Augen des Anwenders von der Bilderfassungsvorrichtung für jede Erfassungsposition einbeziehen.

Die Methode kann auch die Bestimmung des Abstandes zwischen dem Anwender und einem Schirm aus dem bestimmten Entfernung zwischen dem mindestens einen Augen des Anwenders und der Bildaufnahmevorrichtung beinhalten, und zwar in einer vorbestimmten, zur Bildaufnahmevorrichtung hin bekannter relativer Lage. Die festgelegte Entfernung zwischen den Augen kann dem Anwender dargestellt und/oder in einem Datenspeicher abgelegt werden.

Die Methode kann auch das Ändern des darzustellenden oder auf dem Schirm darzustellenden Bildschirminhaltes in Übereinstimmung mit dem bestimmten Augenabstand des Anwenders vom Bildaufnahmegerät beinhalten. Beispielsweise ist es möglich, eine flexible Methode zur Bestimmung der optischen Bildeigenschaften oder optischen Korrekturen eines Anwenders zu implementieren.

Lichtreflektion im Hornhautbereich eines Benutzerauges, die einen linearen Anteil hat und durch Beleuchtungsmittel emittiert wird, die in einer festgelegten Relativposition von einer Bildaufnahmevorrichtung angebracht sind; Bestimmung des Abstandes des Benutzerauges zur Bildaufnahmevorrichtung aus den bestimmten Angaben in Bezug auf die Dauer und die Wölbung des mindestens einen linearen Anteils der Lichtreflektion.

Durch das Gerät und das Vorgehen nach den oben genannten Gesichtspunkten der Invention kann das Entfernungs-Augenabbildungsgerät leicht und präzise ermittelt werden. Ophthalmometer, bei denen der Lichtquellenabstand zur Cornea entweder durch eine Technik (z.B. durch einen Collimator vom Helmholtztyp ) als Konstante forciert wird oder zu einer Meßunsicherheit (Javaltyp) in der jetzigen Struktur geführt hat, wird der Meßabstand durch Messen ermittelt.

Es ist nicht notwendig, den zu messenden Benutzer mit einer Nackenstütze zu fixieren. Stattdessen erfolgt die Vermessung in der natürlichen Haltung des Anwenders. Als Messgeräte können ein Mobilcomputer mit eingebauter Digitalkamera und bei Bedarf eine zusätzliche Beleuchtungsquelle eingesetzt werden. Auf Mobilcomputern mit bildschirmseitiger Videokamera kann der Monitor selbst als Leuchtmittel genutzt werden.

Aus dem ermittelten Augenabstand zum Bildaufnahmegerät können weitere optische Größen des Anwenders ermittelt werden (z.B. Pupillenabstand, Schleifhöhe, etc.). Mit dem ermittelten Augenabstand zum Bildaufnahmegerät können auch Inhalte in Abhängigkeit von der Lage, vor allem der Kopfstellung eines Viewers gegenüber einem Monitor, wiedergegeben werden. Beispielsweise kann der festgelegte Augenabstand zum Bildaufnahmegerät als Kenngröße für eine visuelle Aufgabe verwendet werden, die in variablem Abstand über einen Tablet-Computer angezeigt wird.

Abbildung 1 eine Schemadarstellung des Meßprinzips des Abstandes zwischen Augen und Bilderfassungsgerät mittels Hornhautreflektion; Abbildung 2 in einem räumlichen Schaubild die Abhängigkeiten des Abstandes zwischen Meßobjekt und Bilderfassungsgerät von der Krümmung des Objektes und der Grösse des Reflexionsbildes; Abbildung 4 eine perspektivisch gestaltete, schematisch dargestellte Einrichtung mit einer Digitalkamera und einer Messvorrichtung zur Bestimmung des Abstandes zwischen Augen und Kameras; Abbildung 7 eine exemplarische Bilderfassung eines Testobjektes (eines Glases); Abbildung 8 ein exemplarisches Helligkeitsprofil in einem Ausschnitt durch die Lichtreflektion in dem in Abbildung 8 beschriebenen Fall.

Abbildung 10 Isolationslinien der Distanzobjektkamera als Folge der im Foto erfassten Reflektionsform auf der Cornea; Abbildung 1 1 1 Isolationslinien der Krümmung des Objekts als Folge der im Foto ermittelten Reflektionsform des Glanzlichts auf der Cornea; Lichtquellen auf der Cornea.

Die Messanlage besteht aus einer Messkamera (Bildaufnahmevorrichtung) und in einer festen Lage aus zwei punktuellen Leuchtmitteln L1 und L2, wobei die punktuellen Leuchtmittel L1 und L2 auf ein spiegelndes Messobjekt 0 ausgerichtet sind. In der Abbildung der Kammer X wird das Motiv 0 aufgenommen und von jeder Quelle eine spiegelnde oder spiegelnde Reflexion generiert.

Für ein flaches Messobjekt, das sich in einem bestimmten Blickwinkel zur Lichtachse der Kammer befindet, ist die Entfernung zwischen den Lichtreflektionen der beiden Leuchtmittel von der Entfernung zwischen dem Messobjekt 0 und der Kammer des Messobjekts abhängt.

Mit konvexer Wölbung der beiden Lichtreflexe verringert sich der Lichtabstand mit steigender Wölbung. Zum Beispiel sieht die Cornea eines Augenspiegels wie ein kugelförmiger Spiegels mit einem Halbmesser r aus. Der Kameramann zeigt auf Gegenstand 0. Ein Verbindungsstrich zwischen einem Blendenzentrum der Spiegelreflexkamera B und einem Objektknoten des Objektes 0 ist in Abbildung 1 als Anschlussachse C gestrichelt dargestellt und kann mit der Lichtachse der Spiegelreflexkamera B übereinstimmen.

Bild 1 zeigt den ersten Weg von der ersten Quelle 1 zur Anschlussachse 1 und den zweiten Weg von der Anschlussachse 2 zur Anschlussachse B. Beide Leuchtmittel haben einen wirklichen Mindestabstand Ay=y2-ya1. Im Bild von Objekt 0, das von der KKamera aufgenommen wurde, wird das erste Bild von der ersten Quelle 1' unter einem ersten künstlichen Lichtabstand y1' und das zweite Bild L2' der zweiten Quelle 2' unter einem zweiten künstlichen Lichtabstand y2' von der Anschlussachse auftauchen.

Das erste Bild der Lichtquelle wird in der Kameraebene unter dem ersten Bildlagenabstand x1 " und das zweite Bild der Lichtquelle unter dem zweiten Bildlagenabstand y2" von der Anschlussachse x2" angezeigt. Die beiden Bildquellenbilder in der Bildebene besitzen also einen Bilddistanz oder eine Bildgrösse Ay"=y2"-y1 ". Bei den beiden Leuchtmitteln gelten jeweils: y\ /{yV )=a/a! y2/(y2' )=a/a' (3) Der Bilddistanz der beiden Leuchtmittel wird von der Spiegelreflexkamera berücksichtigt, also der mit: 1:1 angegebene Bilddistanz:

Bei einer idealen Fotoapparatur ist die Bildgrösse Ay" des Abbildungsabstandes Ay' der Reflektion der Lichtquelle umgekehrt proportional zur Entfernung der Fotoapparatur und umgekehrt zur Grösse des Abbildungsabstandes Ay': Ay-" ocr(y 1 -y2)/(2a+r) ( 13) Bei einem festen Realabstand Aj = (y2 - y 1) zwischen den beiden Leuchtmitteln L1 und L2 und einem konstanten Objektradiusr kann der Abstand des Objektes auf diese Weise aus dem Abbild der Reflektionen der beiden Leuchtmittel, vor allem aus deren Bilddistanz im Fotoapparat bestimmt werden, wenn eine Kalibration

Zum Beispiel eine Fotokamera mit fester Linse, vor allem mit konstantem Vergrößerungsfaktor). In Bild 2 ist die gewonnene Abstandsabhängigkeit von der Objektwölbung und der Grösse des Reflexionsbildes für einen festgelegten Realabstand Aj = (y>2 - y1) zwischen den beiden Leuchtmitteln ersichtlich. Beispielsweise kann aus der Dauer und Wölbung der Spiegelreflexion der Linienlichtquellen auf der Augenhornhaut oder auf dem gewölbten Prüfobjekt der Augenabstand zwischen Augen oder Prüfobjekt und Fotoapparat bestimmt werden.

Bild 3 veranschaulicht die Struktur eines Beispielgerätes 1 mit einer 12er Kammer (als Bildaufnahmegerät) und einer Messvorrichtung zur Bestimmung des Abstandes mindestens eines der beiden Benutzeraugenkamera. Gerät 1 kann z.B. ein Gerät zur Bestimmung der Augenparameter eines Anwenders und/oder der Lage einer Schutzbrille oder eines Rahmens vor den Augen eines Anwenders, ein Video-Mess- und Zentriergerät (wie das ImpressionlST®-Gerät der Rodenstock AG, Deutschland), ein Gerät zur Anzeige von Messdaten (z.B. Bilddaten) in Abhängigkeit von der Lage eines Beobachters, etc. sein.

Gerät 1 besteht aus einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Zeilenlichtquelle 10, die so konzipiert und angeordnet ist, dass sie eine geradlinige oder im Prinzip geradlinige Lichtreflektion auf der Cornea der Benutzeraugen ausführt. Gerät 1 enthält auch ein Bildgebungsgerät mit einer auf das Auge des Anwenders gerichteten 12 Kamerasensorik.

Als Zeilenlichtquelle 10 kann z.B. eine Leuchtstofflampe oder ein LED-Linienlicht verwendet werden, das in einer fixen und bisher bekannten Lage zur 12 er-Kamera liegt. Camera 12 zeichnet die Reflektionen oder die Ref lektierungen Ref_L der Lichtquellen auf der Cornea beider Augen auf. Die Reflektion Ref_L wirkt im Spiegelbild gewölbt, wodurch die Wölbung vom Cornea-Radius bei gleichbleibendem Kameraabstand des Anwenders abhängt.

Die Wölbung der Reflektion Ref_L im Abbild hängt auch vom Augenabstand zur Aufnahme ab, wodurch diese Abweichung wesentlich kleiner ist als die der Hornhaut. Die Entfernung zwischen den Reflexionsendpunkten Ref_L im Spiegelbild (d.h. die Spiegellänge Ref_L im Bild) ist von der Entfernung zwischen Augen und Fotoapparat abhängt. Die Reflexionslänge Ref_L ist in erster Line vom Augenabstand zur Fotokamera und in zweiter Line vom Hornhaut-Radius abhängt.

Gerät 1 enthält außerdem Abstandsbestimmungsmittel 20, die dazu eingerichtet sind, den Unterschied zwischen dem entsprechenden Augen- und Kamerabild aus dem mindestens einen aufgezeichneten Bild der Spiegelreflexion der Quelle zu errechnen. Spiegelbildliche Reflexionen der Lichtquellen auf der Cornea werden als Spiegelbildliche Lichtreflexionen genannt. Bild 4 stellt ein weiteres beispielhaftes Gerät 2 mit einer Überwachungskamera und einem Messgerät zur Bestimmung des Abstandes zwischen Augen und Kameras vor.

Das in Bild 3 dargestellte Gerät 2 kann wie das in Bild 4 dargestellte Gerät 1 ein Gerät zur Bestimmung der Augenparameter eines Anwenders und/oder der Gebrauchsposition einer Schutzbrille oder eines Rahmens vor den Augen eines Anwenders, ein Video-Mess- und Zentriergerät, ein Gerät zur Anzeige von Messdaten (z.B. Bilddaten) in Abhängigkeit von der Stellung eines Beobachters, etc. sein.

Gerät 2 besteht aus einer 12er-Komponente, die z.B. in den Mobilcomputer integriert werden kann. Gerät 2 besteht weiterhin aus einer Zeilenlichtquelle 10, die als Beleuchtungsvorrichtung für das Ermitteln des Abstandes mindestens eines Augen eines Nutzers von der Überwachungskamera diente. Zeilenlichtquelle 10 ist in einem festgelegten und vorgegebenen Bereich zur Kammer 12 angebracht.

Beispielsweise kann die Zeilenlichtquelle 10 an der gegenüberliegenden Gehäuseseite des Mobilcomputers 16 befestigt werden. Beide, die Lichtquellen 10 und 12, sind auf die Benutzeraugen ausgerichtet 14. Das Spiegelbild der Lichtart 10 auf der Augenhornhaut des Anwenders 14 wird von Fotoapparat 1 2 aufgezeichnet und, wie oben dargestellt, mit einem Abstandsbestimmungsgerät (nicht abgebildet) zur Bestimmung des Abstandes zwischen Fotoapparat und Fotoapparat auswertet.

Bild 5 ist ein Beispielgerät 3 dargestellt, das in einen Mobilcomputer 16 (z.B. in ein Notizbuch oder einen Laptop-PC) eingebaut ist und/oder vom Mobilcomputer 16 zur Verfügung gestellt wird und mit dem der Augenabstand eines Anwenders zu einer im Mobilcomputer 16 eingebauten Kamera 12 ermittelt werden kann.

Die auf dem Schirm 18 dargestellte Beleuchtungsquelle leuchtet auf die Cornea mindestens eines der Benutzeraugen 14. Spiegelreflexionen auf der Augenhornhaut werden von der im Mobilcomputer 16 eingebauten Spiegelreflexkamera 12 aufgezeichnet und mit einem Entfernungsmessgerät ausgewertet (nicht abgebildet). Durch die einfachere und präzisere Ortung der Mittelpunkte der beiden punkt- oder kreisrunden Schnitte im erfassten Bildfeld ist eine präzisere Entfernungsmessung möglich als mit der in Abb. 6 A dargestellten Leuchtmittels.

Bild 7D stellt eine Leuchtmittel in Form eines Symbols dar, hier das Firmenlogo der Rodenstock-Gesellschaft. Das Gerät besteht also aus einer Überwachungskamera und einer Messvorrichtung mit einer Zeilenlichtquelle N3 und zwei punktförmigen Leuchtmitteln N 1 und N 2, die in einer festgelegten und vorher bekannten Lage (z.B. in einem festgelegten Abstand) zur Überwachungskamera positioniert sind.

Das gewölbte Fenster in Abb. 7 zeigt als Prüfobjekt oder Meßobjekt ein kugelförmiges Gebilde mit Biegeradius r, das das Augenlicht nachbildet. Im Kamerabild wird eine Lichtreflektion der Zeilenlichtquelle K3 gebogen dargestellt. Der Krümmungsradius ist in Abhängigkeit vom Objektradius r bei einem konstanten Objektabstand 0 von derKameraK.

Ebenfalls hängt die Wölbung der Lichtreflektion vom Objektabstand 0 zur Kammer ab. Der Lichtreflexionsabstand der beiden punktförmigen Lichtquellen R1 und R2 hängt vom Objektabstand 0 zur Kammer 1 ab und von der Wölbung r des Objektes 0 (vgl. auch Gleichungen 12 und 13).

Weil die Abhängigkeiten von der jeweiligen zweiten genannten Grösse wesentlich kleiner sind, kann durch die Verknüpfung der beiden Angaben aus den Spiegelungen eine klare Zuordnung zum Objektabstand 0 zur Kammer X und zur Wölbung r von Objekt 0 erreicht werden. Mit Hilfe der Kameras werden Aufnahmen der einzelnen kugelförmigen Silikatgläser in unterschiedlicher Entfernung gemacht und mittels eines Datenverarbeitungsgerätes auswertet.

Abb. 7 stellt beispielhaft ein Glas mit einem Wölbungsradius r= 39,47 Millimeter in einem Umkreis von 37 Zentimetern der Kammer X von Gegenstand 0 dar. Die Lichtreflexe der drei Leuchtmittel sind in dem Aufnahmebild gut sichtbar. Die Entfernung zwischen Messobjekt und Messkamera kann auf Basis der Bilderfassung mit einem Entfernungsmessgerät errechnet werden.

Bei der Bestimmung des Abstandes zwischen dem Messobjekt und der Messkamera wird der Reflexionsabstand der beiden punktförmigen Lichtquellen F1 und L2 im erfassten Messbild errechnet. Zur Bestimmung des Abstandes der beiden Lichtquellen Ref_Ll und Ref_L2 der beiden Punktstrahler 1 und 2 im erfassten Abbild, z.B. des Bildabstandes "Ay", können die Mittelpunkte der Spiegelungen der entsprechenden Punktstrahler im erfassten Abbild zunächst von Hand oder maschinell bestimmt werden.

Die Bilddistanz "??" zwischen den Mittelpunkten der beiden im Foto bestimmten Spiegelungen der punktförmigen Lichtquellen (z.B. in Pixeln) ist gleich der Entfernung zwischen den Spiegelungen im Foto der beiden punktförmigen Lichtquellen. Anhand der Bildstrecke "Ay" kann z.B. der Weg zwischen Messobjekt und Fotoapparat mit Hilfe der Formel ( 13) bestimmt werden. Die Bestimmung des Abstandes zwischen Messobjekt und Messkamera beinhaltet auch die Bestimmung der Wölbung der Lichtreflektion der Linienlichtquelle L1 im Bildaufnahme.

Zur Wölbung der Lichtreflektion der Linienlichtquelle können im Bildfeld horizontale (oder vertikale) Profile (Linienprofile) über den Reflexionsbereich (z.B. mit einer Bildbreite von 1 Bildpunkt (px)) erzeugt werden. Mit anderen Worten, es können Intensitätsprofile oder Helligkeitsverläufe in verschiedenen Abschnitten (z.B. unterschiedliche horizontale oder vertikale Abschnitte) durch die Lichtreflektion der Quelle im Licht bestimmt werden.

Die eingestellte Gaußsche Zahl ist der Mittelpunkt der Lichtreflektion der Linien-Lichtquelle L1 an der Stelle des entsprechenden Streckenprofils. Mit Hilfe der bestimmten Mittelpunkte der Streckenprofile kann eine Quadratfunktion adaptiert werden, deren Krümmungsfaktor für die Quadratabhängigkeit die Linienkrümmung wiedergibt. Abb. 8 stellt ein exemplarisches Linienbild der Hornhautreflektion der Linienlichtquelle und der adaptierten Gauss-Funktion dar.

Bei der Gaußschen Messung gibt der Wert für die höchste Stelle (d.h. das Maximum) der eingestellten Gaußschen Reflexionsfunktion an, die noch als Mittelpunkt der Lichtreflektion verwendet wird. Abb. 9 stellt die einzelnen Meßwerte und eine angepaßte Funktionalität durch die in der Abbildung ermittelte Lage der Mittelpunkte der Streckenprofile dar. Die eingepasste Prüffunktion bietet eine adaptierte Quadratfunktion, bei der der Präfaktor auf den Quadratbegriff und damit die Wölbung als Wölbung auftritt.

Diese drückt die Reflexionskrümmung Ref_R3 durch eine entsprechende Zusatzfunktion aus. Auf die Abszissen von Abb. 10 und 1 1 wird die Messkrümmung der Lichtreflektion der Linienlichtquelle im erfassten Abbild (angegeben in 1 /px2) angewendet. Die gemessenen Abstände der Lichtreflexe der beiden punktförmigen Lichtquellen im aufgezeichneten Kameralicht in Pixel (px) werden als Ordinaten von Abb. 10 und 1 1 dargestellt.

In den Bildern 10 und 1 1 ist zu erkennen, dass die Objektwölbung nicht linear von der Entfernung des Objektes zur Fotokamera ist. Ausgehend von der Dauer und Wölbung der Lichtreflexe der Lichtquellen des Bildes können so beide Grössen (Abstand Gegenstand - Fotoapparat und Objektkrümmung) klar bestimmt werden. Das Gerät, mit dem die in Abb. 12 dargestellten Bilder gewonnen werden, korrespondiert im Prinzip mit dem in Abb. 4 dargestellten Gerät 2, wobei das Gerät über eine im Prinzip geradlinige Lichtquelle verfügt, die eine lineare, gewölbte Lichtreflektion auf der zu untersuchenden Optik auslöst.

Bei diesem Beispiel beträgt die Leitungslänge 55 Zentimeter und der Kameraabstand zwischen der im Tablet-PC eingebauten und der Leitungslichtquelle 18 Zentimeter. Das Objektiv mit den Lichtreflexen wurde in verschiedenen Entfernungen im Umkreis von 20 bis 75 Zentimetern zur Fotokamera genommen. Die Wölbung und der Entfernung der äußeren Punkt (d.h. der Endpunkte) der Lichtreflektion der Linien-Lichtquelle wurden, wie oben dargestellt, aus den Aufnahmen errechnet.

Allein die Ermittlung der Wölbung oder der Reflexionslänge darf nur eine falsche Ermittlung des Abstandes zwischen Gegenstand und Fotoapparat ermöglichen. Betrachtet man sowohl die Biegung als auch die Reflexionslänge, kann der Objektabstand (z.B. eines Auges) zur Fotokamera präziser festgelegt werden. Mit Hilfe der Angaben zur Dauer und Wölbung der Lichtreflektion im von der Digitalkamera aufgezeichneten Bildfeld für verschiedene Objekt-zu-Kamera-Abstände und für unterschiedlich gekrümmte Gegenstände können Kalibrierdaten berechnet werden, die zur Ermittlung des Objekt-zu-Kamera-Abstandes und der Wölbung eines nicht bekannten Objektes (z.B. eines Benutzerauges) verwendet werden können.

Das oben genannte Kalibrieren mit Hilfe von Kalibrierdaten, die aus Bildern von entsprechenden Prüfobjekten unterschiedlicher Biegeradien in unterschiedlichen Entfernungen von der Messkamera erhalten werden, kann für alle dargestellten Geräte und Vorgehensweisen durchgeführt werden. Der Radius der Prüflinge und ihre Entfernung zur Messkamera können so ausgewählt werden, dass sie im Grunde den zu vermessenden Raum einnehmen.

Ausgehend von den Angaben zur Dauer und Wölbung der Lichtreflektion im von der Kamera aufgezeichneten Bildfeld für verschiedene Entfernungen zwischen Objektiv und Fotoapparat und für unterschiedlich gekrümmte Gegenstände kann ein Maßstabsfaktor bestimmt werden, mit dem die im Bildfeld ermittelten Entfernungen in (reale) Entfernungen zwischen Objektiv und Fotoapparat oder -gegenstand und Fotoapparat umgewandelt werden können.

Pupillenabstand PD-Messung bedeutet, dass mindestens ein Foto der Augenzone eines Anwenders mit der geeichten Messkamera des Systems aufgenommen wird. Abb. 11A stellt eine Abbildung der Augenzone eines Anwenders dar. Das spiegelnde Licht der Zeilenlichtquelle kann entweder von Hand oder mit Hilfe entsprechender Bildbearbeitungsalgorithmen im erfassten Augenbereich erkannt werden.

Die Bildfläche, die die Spiegelreflexion der entsprechenden Lichtquellen beinhaltet, kann aus dem Bildausschnitt der Augenzone herausgeschnitten und getrennt ausgewertet werden. Abb. 11B stellt das Ausschnittbild der spiegelnden Lichtreflektion der Linienlichtquellen dar. Die Wölbung und die Reflexionslänge der Zeilenlichtquelle im Spiegelbild kann mit geeigneten Bildverarbeitungsmethoden von Hand oder automatisiert aus den Bilddateien der spiegelnden Lichtreflektion errechnet werden.

Bei der Bestimmung der Wölbung der Spiegelreflexion kann eine Adaption einer Quadratfunktion an die aufgezeichnete Reflektion erfolgen. Durch die oben beschriebene Lichtreflektion kann die Quadratfunktion durch Linienprofile in mehreren Horizontal- oder Vertikalschnitten bestimmt werden. Mit Subpixelgenauigkeit kann die Reflexionslänge aus dem Foto bestimmt werden.

Indem die Angaben für den Objektradius und den Objektkameraabstand aus der Kalibration bestimmt werden (z.B. in Anlehnung an die Abbildungen 10 und 1 1), kann die Lage des Blicks im Weltraum zur Messkamera bestimmt werden. Bei dem in den Abbildungen 12A und 12B dargestellten Bild ergibt sich ein definierbarer Mindestabstand für das rechte und für das rechte Augenlid.

Das Pupillenzentrum des betreffenden Augen kann entweder von Hand oder mit geeigneten Bildverarbeitungsmethoden bestimmt werden. Die Bilderfassung der Augenzone (Abb. 13A) führt zu einem Bildabstand von z.B. 350 px zwischen den beiden Pupillenzentren, je nach Auflösungen. Der Pupillenabstand kann bei bekanntem Fixationspunkt bezogen auf die Aufnahmekamera mit einem Augenmodell in die Unendlichkeit umgewandelt werden.

Wenn das Messgerät in einen handelsüblichen Rechner eingebaut werden soll, kann ein optischer Aufsatz für die Messkamera eingesetzt werden.