Unter den verschiedenen Parametern, die angepasst werden müssen, um die Brillengläser korrekt in das Brillensgestell einzupassen und die optischen Zentren der Gläser mit den visuellen Achsen der entsprechenden Augen in Deckung zu bringen, ist es üblich, den Pupillenabstand und die Höhe der Pupillen im Verhältnis zu dem Brillengestell zu kennen.

Es ist ebenfalls wichtig, die Höhe der optischen Zentren der Gläser im Verhältnis zu dem unteren oder oberen Rand des Brillengestells, in welches sie eingesetzt werden sollen, zu messen.

Die ganz alltägliche Verfahrensweise des Brillenoptikers- und damit der allgemein geläufige Stand der Technik- besteht darin, dass sich Optiker und Kunde gegenüber sitzen und dass der Kunde die Fassung seiner Wahl, mit einer Glasscheibe darin, aufgesetzt hat. Er wird dann gebeten,"in die Ferne zu blicken", und der Optiker zeichnet nach Augenschein auf der Scheibe oder auf einer Kontaktstrichfolie mit einem Kreuz den Durchblick an, wie er ihn beim gegenseitigen Anblick erkennt. Das Zentrierkreuz bestimmt dann die Lage des optischen Mittelpunktes des in die Fassung einzusetzenden Brillenglases.

Der Vorgang wird für jedes Auge einzeln vorgenommen (monokular), und so erhält man, gewissermassen empirisch, den Pupillenabstand PD, jedoch einschliesslich aller möglichen Ungenauigkeiten durch Parallaxe, Anzeichnungsfehler usw..

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, die eine schnelle und möglichst präzise Ermittlung der erforderlichen Brillenglas-Zentrierdaten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Brillenglas-Zentrierdaten mit einem mittels einer Hubsäule höhenverstellbaren Gehäuse, das eine digitale Videokamera trägt, deren Objektiv zusammen mit einem Spiegel und einer Lichtquelle im Bereich der Frontfläche des Gehäuses angeordnet ist und mit einem, mit der digitalen Viedeokamera verbundenen Digitalcomputer, wobei der Kunde an einer markierten Stelle, vorzugsweise in etwa 3 m Entfernung, vor dem Spiegel mit einem bereits ausgesuchten Brillengestell Aufstellung nehmen kann und auf dem Brillengestell ein Aufsteckbügel aufsteckbar ist, welcher mit einer Visiereinrichtung ausgerüstet ist, die eine Skala aufweist, an der die Neigung der Brille ablesbar ist, wobei am Computerplatz über den Bildschirm die Kopfhaltung des Kunden und die Neigung der Brille überprüfbar sind, und der Aufsteckbügel in einem vorbestimmten Abstand, der dem durchschnittlichen Augenabstand entspricht, zwei Kalibrierpunkte aufweist, deren genaue Lage auf dem Bildschirm nach Einfrieren des Bildes des Kunden durch Ansteuern der einzelnen Kalibrierpunkte mittels eines automatisch auf dem Bildschirm erscheinenden quadratischen Kästchens und nachfolgende automatische Ermittlung des Helligkeits-Mittelpunktes der Kalibrierpunkte durch ein weitgehend automatisiertes Computerprogramm schnell und präzise bestimmbar ist, wobei im folgenden Programmschritt in analoger Weise durch Ansteuern mittels des vorgenannten quadratischen Kästchens auch die genaue Lage der auf dem Bildschirm abgebildeten beiden Reflexpunkte der Lichtquelle auf der Augenhornhaut durch automatische Ermittlung deren Hellligkeits-Mittelpunkte schnell und präzise bestimmbar ist.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Datenermittlung durch die Verwendung der Reflexpunkte einer Lichtquelle im Apex der Cornia (Hornhaut) des rechten und des linken Auges sehr exakt erfolgt. Diese Reflexpunkte erhält man als praktisch punktförmiges Spiegelbild der Lichtquelle im Scheitel der Augenhornhaut. Die Lichtquelle der erfindungsgemässen Einrichtung besteht vorzugsweise aus einer Ringleuchte, die rings um den Rand des als Rundspiegel ausgebildeten Spiegels angeordnet ist. Auch kann die vorgenannte Lichtquelle aus zwei Leuchten bestehen, die jeweils an einer Seite des Spiegelrandes etwa in Höhe des Objektivs der Viedeokamera oder vorzugsweise etwa in einer Höhe unmittelbar oberhalb der Oberkante dieses Objektivs angeordnet sind.

Vorteilshafterweise weist die Visiereinrichtung des Aufsteckbügels eine vorzugsweise ein-und ausschaltbare Fixierleuchte, insbesondere in Form einer Leuchtdiode sowie eine mit einer Skala versehene Mattscheibe auf, vor der in einem vorbestimmten Abstand von vorzugsweise etwa 20 mm ein vorzugsweise kugelförmiges Korn der Visiereinrichtung angeordnet ist, wobei bei Beleuchtung des kugelförmigen Korns durch die Lichtquelle auf der Skala der Visiereinrichtung ein etwa punktförmiger Schatten entsteht, der zur Ablesung des Neigungswinkels der Brille verwendbar ist und wobei eine horizontale Linie der Skala, die vorzugsweise einem Neigungswinkel der Brille von etwa 11° entspricht als Normlinie dicker ausgebildet hervorgehoben ist und die oberhalb und unterhalb dieser Normlinie angeordneten weiteren horizontalen Skalenlinien jeweils einer Aenderung des Neigungswinkels der Brille um etwa 5° entsprechen. Durch die erfindungsgemässe Fixierleuchte auf dem Aufdeckbügel kann sichergestellt werden, dass bei einem Vermessungsabstand des Kunden zum Spiegel von vorzugsweise 3 m der Kunde seinen Blick auf das Spiegelbild der beleuchtenden Fixierleuchte im Spiegel richtet und damit auf einen realen Abstand von 6 m, sodass die Forderung nach entspanntem Sehen erfüllt ist, ausserdem kann die Vermessung auch im Prüfraum oder in Nebenräumen durchgeführt werden, ohne dass der allgemeine Kundenverkehr gestört wird.

Die Schnelligkeit des Messvorganges wird dadurch erreicht, dass der Computer so programmiert ist, dass die einzelnen Messschritte weitgehend automatisch ablaufen und insbesondere bei Beendigung eines Schrittes die für den nächsten Schritt erforderlichen Werkzeuge bzw. Hilfsmittel automatisch auf den Bildschirm erscheinen. Hierdurch wird der Benutzer durch das Messprogramm geleitet und der Messvorgang beschleunigt.

Das Hauptaugenmerk wurde insbesondere auf die schnelle und möglichst präzise Ermittlung der erforderlichen Zentrierdaten gelegt. Sehr wichtig ist dabei, dass die Handhabung problemlos ist und nach kurzer Einweisung von jedem Mitarbeiter durchgeführt werden kann. diese Forderungen konnten durch die erfindungsgemässe Einrichtung, welche sich nicht auf die bisherige Vermessungsmethode stützt, erfüllt werden. Die Erfindung baut darauf auf, dass man sich den Hornhautreflex einer in 3 Meter Entfernung stehenden Lichtquelle nutzbar macht.

Dieses Reflexbild liefert uns einen exakten Bezugspunkt zur Erlangung der Zentrierdaten, während die Ermittlung der Messdaten mit Hilfe des Irisrandes nur Schätzwerte darstellen. Vorzugsweise werden bei der erfindungsgemässen Einrichtung bei der Bestimmung des Helligkeits-Mittelpunktes der Kalibrierpunkte des Aufsteckbügels und/oder der Reflexpunkte der Lichtquelle auf der Hornhaut der Augen durch das verwendetete quadratische Kästchen eine Vielzahl von, vorteilhafterweise etwa 10x10 bis 20x20, Bildpunkten des Computerbildschirms selektiert, wobei zur Ermittlung des Helligkeits-Mittelpunktes nur diejenigen Bildpunkte des quadratischen Kästchens ausgewählt werden, deren Helligkeit über einer von aussen wählbaren vorgegebene Schwelle liegt und die Auswertung über eine gewichtige Mittelwertbildung erfolgt, bei der eine erste Summe aus der Helligkeit der ausgewählten Lichtpunkte multipliziert mit der X-Koordinate, eine zweite Summe aus der Helligkeit der ausgewählten Bildpunkte multipliziert mit der Y-Koordinate und eine dritte Summe aus der Helligkeit ausgewählter Bildpunkte gebildet werden und wobei sich durch Division der ersten Summe durch die dritte Summe die X-Koordinate und durch Division der zweiten Summe durch die dritte Summe die Y-Koordinate des Helligkeits-Mittelpunktes ergeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt : Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles eines Messstandes der erfindungsgemässen Einrichtung ; Fig. 2 Eine Vorderansicht der in Fig. 1 in Seitenansicht dargestellten Hubsäule ; Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemässen Aufsteckbügels ; Fig. 4 eine perspektivische Rückansicht des Aufsteckbügels gemäss Fig. 3 ; Fig. 5 einen vertikalen Teilschnitt längs einer Linie V-V der Fig. 3 in vergrössertem Massstab ; Fig. 6 eine Darstellung eines Computerbildes eines Kunden mit auf dem ausgewählten Brillengestell aufgestecktem Aufsteckbügel mach Ausrichten des Kopfes ; Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6 ; nach Setzen der Messkreuze und Positionieren der horizontalen Messlinie am unteren Fassungsrand und der beiden vertikalen Messlinien am linken bzw. rechten inneren Fassungsrand ; Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 jedoch mit zusätzlichen Hilfslinien und dem Messergebnis ; Fig. 9 und 10 stark schematisierte Darstellung von auf dem Monitor erscheinenden Schaltflächen bzw. Fenstern.

Zur Montage der erfindungsgemässen Einrichtung wird das Bodenteil 14 aufgestellt und mit dem feststehenden Teil 12 der Hubsäule verschraubt, dann wird die Frontfläche 26 mit dem Spiegel 22 vom Gehäuse 18 abgeschraubt und das Gehäuse 18 mit der Kamerahaltung und der Lichtquelle 24 auf den beweglichen Teil 16 der Hubsäule aufgeschraubt.

Nachfolgend wird das Sromkabel (nicht dargestellt) mit dem Bodenteil 14 verbunden und das Computerkabel (nicht dargestellt) in die vorgesehene Steckerbuchse eingesteckt und ebenso der Stecker des Hubmotors eingesteckt. Schliesslich wird die digitale Videokamera mit ihrem Objekt 20 vorsichtig in die Kamerahalterung eingesetzt und festgeschraubt sowie die Videokamera mit Kamerakabel verbunden. Nach dem Festschrauben der Frontfläche 26, die den Spiegel 22 trägt, muss das System justiert werden, d. h., die Hubsäule 10 mit dem Spiegel 22 muss in der Höhe verfahren werden, bis die Mitte des Spiegels die Null-Blickrichtung 27 erreicht hat und der Kopf des Kunden muss jetzt in der Mitte des Spiegels sein, wie auch in der Mitte des Bildschirms. Sollte dies nicht der Fall sein, ist durch Verstellen der Justierung an der Kamerahalterung das Bild seitlich und gegebenenfalls auch in der Höhe entsprechend einzustellen. Die optische Achse 28 des Objektivs 20 der Videokamera, das eine Brennweite von 60 oder 70 mm haben kann, muss die Null-Blickrichtung 27 des Kunden im Bereich der Augen des Kunden schneiden, Bildschärfe und Helligkeit können an der Kamera eingestellt werden.

Nachdem alle Kabel (nicht dargestellt) der Einrichtung mit dem Computer 32 verbunden sind, erscheint nach dem Einschalten des Hautschalters auf dem Bildschirm 34 das Bild des aufzunehmenden Kunden 40, welcher an einer vorzugsweise durch Metallfüsse markierten Stelle 42 in ca. 3 m Entfernung vom Spiegel 22 der Hubsäule 10 steht (Fig. 1 und 2). Dem Kunden 40 wird auf die bereits angepasste Brille 41 ein Aufsteckbügel 50 aufgesetzt, welcher mit einer Visiereinrichtung 66 mit eine Leuchtdiode 76 als Fixierleuchte ausgestattet ist (Fig. 3 bis 5). Zur Visiereinrichtung 66 des Aufsteckbügels gehört noch ein Schalter 80 mit einem Betätigungshebel 83 und zwei Knopfzellen 84, die in einem Isolierteil 72 angeordnet sind, das selbst in einem allgemein hohlzylindrischen Bauteil 68 angeordnet ist. Auf der Vorderseite der Leuchtdiode befindet sich eine Skala 93, an der die Neigung der Brille mit Hilfe der horizontal verlaufenden Linie 94,95,96 und 97 ablesbar ist. Je mehr der Kunde den Kopf neigt, je tiefer senkt sich das kugelförmige Korn 92 der Visiereinrichtung 66 und je grösser wird der Neigungswinkel.

Vom Computerplatz 30 aus kann, insbesondere über den Bildschirm 34, überprüft werden, ob der Kunde 40 die richtige Kopfhaltung hat. Nach dem Positionieren des Kunden, ungefähr drei Meter mittig vor dem Spiegel 22, wird der Spiegels mittels der Hubsäule 10 auf- oder abwärts gefahren, bis das Gesicht des Kunden in der Mitte des Bildschirms zu sehen ist. Der Kunde soll entspannt über den Spiegel 22 die Fixierleuchte 76 betrachten. Durch Drehen des Kopfes soll die Fixierlinie am Aufsteckbügel so mittig eingestellt werden. Dadurch ist gewährleistet, dass das Gesicht parallel zum Spiegel steht. Nun wird durch Anklicken des Buttons"Bild einfrieren" (Fig. 9) das Bild eingefroren und die Messung kann durchgeführt werden.

Das Bild kann jetzt in Ruhe bearbeitet werden und der Kunde kann seinen Platz verlassen und die weitere Arbeit beobachten. Fährt man nun mit dem Mauszeiger nach rechts in das eingefrorene Bild, so verwandelt sich der Mauszeiger automatisch in ein quadratisches Kästchen. Mittels dieses quadratischen Kästchens werden z. B. 15x15 Bildpunkte des Bildschirms selektiert, die zur Ermittlung des Helligkeits-Mittelpunktes eines Kalibrierpunktes 62 bzw. 64 des Aufsteckbügel 50 oder des Helligkeitsmittelpunktes, der auf dem Bildschirm abgebildeten Lichtreflexe 42 bzw. 44 der Hornhaut der Augen dienen. Innerhalb dieses quadratischen Kästchens werden nur die Bildpunkte zur Auswertung herangezogen, deren Helligkeit über einer von aussen wählbaren, vorgegebenen Schwelle liegt. Die Auswertung erfolgt über eine"gewichtete" Mittelwertbildung. Hierzu werden von drei Merkmalen der auszuwertenden Bildpunkte die folgenden Summen gebildet : 1. Helligkeit multipliziert mit X-Koordinate 2. Helligkeit multipliziert mit Y-Koordinate 3. Helligkeit Durch Division der Summe 1 durch die Summe 3 ergibt sich die X-Koordinate des Helligkeits-Mittelpunktes und durch Division der Summe 2 durch die Summe 3 ergibt sich die Y-Koordinate des Helligkeits-Mittelpunktes.

Das quadratische Kästchen wird nun über den linken Kalibrierpunkt (62) des Aufsteckbügels 50 positioniert, wobei der weisse Punkt 62 nicht unbedingt in der Mitte des Kästchens sein muss, er muss sich nur innerhalb des Kästchens befinden, an welcher Stelle ist egal.

Durch Drücken der linken Maustaste sucht sich das Programm automatisch die Mitte des weissen Punktes 62 und setzt ein rotes Messkreuz 63. Danach fährt man zum nächsten Kalibrierpunkt 64 und wiederholt den Vorgang, so dass durch das Programm automatisch das Messkreuz 65 gesetzt wird. Nun fährt man zum weissen Reflexpunkt 42 im linken Auge und danach zum Reflexpunkt 44 im rechten Auge, so dass die Messkreuze 43 und 45 gesetzt werden. Wenn das rote Messkreuz 44 im rechten Auge gesetzt ist, erscheint automatisch eine horizontale Messlinie 46 und der Mauszeiger verwandelt sich in eine Hand. Dann bringt man die Messlinie 46 dazu, an den unteren Fassungsrändern der Brille 41 anzuliegen, indem die Maus aufwärts, abwärts oder nach links und rechts bewegt wird. Danach klickt man die linke Maustaste und eine vertikale Messlinie 47 erscheint, die mit der Maus am linken inneren Fassungsrand positioniert wird. Danach klickt man die linke Maustaste und positioniert die nun erscheinende zweite vertikale Messlinie 48 am rechten inneren Fassungsrand. Durch Klicken der linken Maustaste wird der Messvorgang abgeschlossen und die Messergebnisse werden am unteren Bildschirmrand, wie bei 104 in Fig. 8 dargestellt, angezeigt. Angegeben werden die beiden Mittenabstände RD für das rechte und für das linke Auge und auch die Höhen von Glasunterkante zu den Messpunkten 43 bzw. 45 und damit die notwendigen Daten, um eine exakt zentrierte Brille anfertigen zu können.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Bildschirm befindet sich am linken Bildschirmrand eine Leiste 100 mit Schaltflächen (Buttons) 111 bis 124 und zugehörigen Erläuterungen 102, die jedoch nur insoweit sichtbar werden, wie eine Schaltfläche mit dem Mauszeiger angesteuert und aktiviert wird, indem der Mauszeiger auf dem Button positioniert und mit der linken Maustaste angeklickt wird.

Mit der Schaltfläche 111"Bild laden""können früher gespeicherte Bilder wieder augerufen werden. Bei Anklicken dieses Buttons erscheint das in Fig. 10 dargestellte Fenster. Die Namen aller bisher gespeicherten Bilder werden angezeigt. Bei Anklicken eines Namens wird auf der rechten Seite des Fensters zur leichteren Orientierung eine Vorschau des Bildes angezeigt.

Mit Doppelklick oder durch Anwählen des Punktes "Oeffnen"wird das Bild am Hauptbildschirm mit allen Messwerten angezeigt.

Durch Anklicken der Schaltfläche 112"Bild speichern" können von der Kamera aufgenommene Bilder abgespeichert werden.

Die Bilder können mit oder ohne Messwerte gespeichert werden, abhängig davon, ob das Speichern vor oder nach Vermessung der Augen erfolgt.

Nach der Vermessung kann auch durch Anwählen des Punktes"OK"abgespeichert werden.

Durch Anwählen der Schaltfläche 113"Kamera ein bzw.

Bild einfrieren", wird die Kamera eingeschaltet. Das Gesicht des Kunden wird nun auf dem Bildschirm angezeigt. Der Spiegel 22 muss je nach Position nach oben oder nach unten bewegt werden, bis sich das Gesicht auf der Bildschirmmitte befindet. Durch erneutes Drücken des Button wird das Bild eingefroren und das Vermessen kann erfolgen.

Die Schaltfläche 114"Helligkeit, Kontrast und Farbsättigung"erlaubt es, Helligkeit, Kontrast und Farbsättigung einzustellen.

Hierbei kann bei ungünstigen Lichtverhältnissen die Qualität des Bildes verbessert werden. Normalerweise ist dies aber nicht notwendig.

Durch Anklicken der Schaltfläche 115"Spiegel abwärts"kann der Spiegel abwärts bewegt werden.

Durch Anklicken der Schaltfläche 116"Spiegel abwärts"kann der Spiegel abwärts bewegt werden.

Die Schaltfläche 117 betrifft das manuelle Setzen des Fadenkreuzes. Falls Probleme mit der automatischen Mittenzentrierung auftreten, kann das Messkreuz nach Anwählen der Schaltfläche 117 manuell gesetzt werden.

Beim nächsten Messpunkt wird wieder auf automatische Mittenzentrierung gewechselt.

Durch Anklicken der Schaltfläche 118"zurück"geht der Computer zum Beginn des Messvorganges zurück.

Alle Daten, die seit Beginn der Messung ermittelt wurden, werden verworfen.

Durch Anklicken der Schaltfläche 119"Drucken"werden das Bild und die Messwerte ausgedruckt, falls ein Drucker angeschlossen ist.

Die Schaltfläche 120"Abstand der Kalibrierpunkte eingeben"muss nur bei Verwendung eines neuen Aufsteckbügels 50 und bei der ersten Inbetriebnahme der Einrichtung durchgeführt werden. Der Abstand der Kalibrierpunkte kann eingegeben werden.

Durch Anklicken der Schaltfläche 121 "Helligkeitsschwelle für automatische Zentrierung" kann die Ansprechschwelle verändert werden, falls bei ungünstigen Lichtverhältnissen Probleme mit der automatischen Zentrierung auftreten. Normalerweise ist dies aber nicht nötig.

Durch Anklicken der Schaltfläche 122"Glastabelle wählen"kann die Glastabelle eines bestimmten Herstellers gewählt werden. Durch Doppelklick auf den Herstellernamen oder durch Eingabe des Namens wird die Glastabelle übernommen."Glastabelle wählen", kann die Glastabelle übernommen.

Bei Anwählen der Schaltfläche 123 erscheinen die Copyrightbestimmungen.

Durch Anwählen der Schaltfläche 124"Programm beenden"wird das Programm beendet.

Vor dem Ausschalten muss der Computer in vorgeschriebener Weise heruntergefahren werden.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass durch die Benutzung des Spiegels 22 sich der Abstand verdoppelt, derart dass auch bei beengten Räumlichkeiten ein Abstand von 6 Metern erreichbar ist und dadurch eine nahezu Parallelstellung der Augachsen erzielt wird. Da die Blickrichtung des Kunden exakt in das Zentrum des Spiegels 22, der von der Ringleuchte 24 umrandet ist gerichtet ist, erhält man eine Abbildung der Ringleuchte in Form eines hellen Punktes auf der Hornhaut der Augen. Mit diesen Reflexpunkten lässt sich auf dem Computerbild eine, in seiner Exaktheit kaum zu übertreffende Punktgenauigkeit der Reflexpunkte und des Abstandes derselben messen.

Der Aufsteckbügel 50 besitzt einen Träger 52, auf dem zwischen Anschlägen 58 mit federnden Armen 55, 56 versehene Halterteile 54 verschiebbar und mittels Schrauben 59 feststellbar sind und der mit einer Lasche 53 und einer Schraube 57 mit dem Vorsprung 70 der Visiereinrichtung 66 verbunden ist, deren Leuchtdiode 76 in der Ausnehmung 75 des lichtdurchlässigen Zylinders 74 angeordnet ist und mit ihren Anschlussdrähten 77 und 78 mit dem einen Pol der Batterie 84 bzw. dem Stift 81 des Schalters 80 verbunden ist, dessen zweiter Stift 82 an dem anderen Pol der Batterie anliegt, wobei der eine axial gerichtete Federkraft ausübende Federring 86, der sich an einer Seite an dem Klemmring 85 abstützt, die Bauteile 72, 80,84 und 74 axial zusammen und vor gegen den Ringbund 69 des Hohlzylinders 68 drückt.