EP4323833A1 - Individualisierte brillenfassung und verfahren zum erzeugen von deren geometriedaten - Google Patents

Individualisierte brillenfassung und verfahren zum erzeugen von deren geometriedaten

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Publication number
EP4323833A1
EP4323833A1 EP22719532.8A EP22719532A EP4323833A1 EP 4323833 A1 EP4323833 A1 EP 4323833A1 EP 22719532 A EP22719532 A EP 22719532A EP 4323833 A1 EP4323833 A1 EP 4323833A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spectacle frame
model
head
ear
earpiece
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP22719532.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel MIKO
Dominik Bidmon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
You Mawo GmbH
Original Assignee
You Mawo GmbH
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 You Mawo GmbH filed Critical You Mawo GmbH
Publication of EP4323833A1 publication Critical patent/EP4323833A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003Measuring during assembly or fitting of spectacles

Definitions

  • the present invention relates to the generation of geometric data that represents a geometry of a spectacle frame customized for a specific person, as well as spectacle frames or assembly kits for them that are additively manufactured on the basis of the geometric data.
  • the spectacle frames used today are non-individualized mass-produced products, which may only be adapted after they have been completely manufactured, e.g. by the optician, by adapting the shape, such as by heating and/or bending or other effects on the otherwise already completely manufactured spectacle frame to the geometry of the head of the person for whom the glasses are intended.
  • the shape of the earpieces of the glasses is regularly adapted manually to the geometry of the person's head in this way only after the actual glasses frame has been manufactured.
  • the earpieces of the glasses frame which are initially manufactured in a predetermined, non-individualized form, are then bent manually in many cases to form or change an earpiece bend along the earpiece, in order to improve the adjustment of the earpiece and thus the glasses frame as a whole in terms of position, shape and dimension of the person's ear in question.
  • bespoke glasses in which a frame is produced from the outset specifically for a specific person or their head geometry. In this way it is possible in particular to optimize the fit of the spectacles on the person's head, in particular with regard to a comfortable fit or an adapted size of the receptacles for the spectacle lenses.
  • the present invention is based in particular on the object of further improving the generation of geometric data for an individualized spectacle frame and a spectacle frame resulting from production depending on such geometric data, in particular with regard to a good and stable fit on the person's head.
  • a first aspect of the invention relates to a method, in particular a computer-implemented method, for generating geometry data which represent a geometry of a spectacle frame customized for a specific person.
  • the method has: (i) detecting (in particular receiving) or generating (in particular measuring by means of a sensor device) biometric head model data which is a virtual multi-dimensional model (in particular polygon model) of the head of the person for at least one partial area of the person including the two ears of the person represent head; (ii) Acquiring (in particular receiving) or generating (in particular measuring by means of a sensor device) initial spectacle frame data which shows an initial geometry of a specific spectacle frame based on specific parameter values of a geometric, in particular virtual, model (in particular a polygon model) of a spectacle frame that has been parameterized by a parameter set with a plurality of parameters define; (iii) Automated (ie at least partially automated) adaptation of the initial geometry of the spectacle frame to the model of the head, modified spectacle frame data being generated by correspondingly changing at least one parameter value of the parameter set, which data represent a geometry of the spectacle frame adapted to the model of the head; and (iv) providing the modified spectacle frame data as geometric data, in
  • the adaptation of the initial geometry of the spectacle frame to the model of the head includes: Defining at least one parameter value of the parameter set depending on a position of an ear root point of the ear assigned to an ear piece of the spectacle frame on the head determined from the head model data and on a defined length offset related to the ear root point , which for the ear piece determines the location of an ear piece kink along the course of the ear piece in the model of the eyeglass frame.
  • ear root point in relation to a human ear (or a model thereof) means a point on the head at which, from Seen from the face, the arched upper edge of the auricle of the ear arises from the head. It is therefore typically very easy to detect when generating the head model data, in particular when scanning the head from several sides, and can therefore be located on the model of the head, so that it can serve as a reliable reference point for determining the location of the earpiece bend.
  • An absolutely exact determination of an ideal ear root point is less relevant here than the determination of a point in the immediate vicinity (e.g radius of 1-2 mm) of the base of the ear, where the edge of the auricle originates, as well as a length offset (offset vector) related to this specific point in direction and length.
  • the direction of the offset vector is less relevant here than the determination of a point in the immediate vicinity (e.g radius of 1-2 mm) of the base of the ear, where the edge of the auricle originates, as well as a length offset (offset vector) related to this specific point in direction and length.
  • Length offset can be specified in advance, for example as the direction of a horizontal tangent to the head through the ear root point.
  • the terms “comprises,” “includes,” “includes,” “has,” “has,” “having,” or any other variant thereof, as appropriate, are intended to cover non-exclusive inclusion.
  • a method or apparatus that includes or has a list of elements is not necessarily limited to those elements, but may include other elements that are not expressly listed or that are inherent in such method or apparatus.
  • a condition A or B is satisfied by one of the following conditions: A is true (or present) and B is false (or absent), A is false (or absent) and B is true (or present), and both A and B are true (or present).
  • the term "configured” or “set up” used here, if applicable, to fulfill a specific function (and respective modifications thereof) is to be understood within the meaning of the invention that the corresponding entity, in particular device or computer program, is already available in a configuration or setting, in which it can perform the function or it is at least adjustable - ie configurable - so that it can perform the function after appropriate adjustment.
  • the configuration can take place, for example, via a corresponding setting of parameters of a process flow or of switches or the like for activating or deactivating functionalities or settings.
  • the device can have several predetermined configurations or modes of operation have, so that the configuration can be done by selecting one of these configurations or operating modes.
  • the initial geometry of the spectacle frame is adapted to the model of the head, preferably in three-dimensional virtual space, on the one hand on the basis of a model of the head of the person represented by the head model data and on the other hand a model of a specific spectacle frame represented by the spectacle frame data performed.
  • an optimized "fit" of the modeled frame on the head model can be achieved.
  • the adapted model of the spectacle frame represented by the modified spectacle frame data in turn also defines the geometry of a real spectacle frame that can be produced.
  • a frame can be produced, in particular by means of additive manufacturing, on the basis of the modified spectacle frame data.
  • the fit of the spectacle frame optimized in virtual space can thus be transferred to the real world by manufacturing a real spectacle frame based on the adapted model of the spectacle frame, so that a real spectacle frame resulting from this also has a correspondingly optimized fit with regard to the real head of the person.
  • the geometry of the spectacle frame is already optimized from the start, i.e. already as a direct result of the automated process flow for determining the modified spectacle frame data, with regard to the seat of the spectacle frame on or on the head.
  • the initial geometry of the spectacle frame is adjusted using an optimization method in which the geometry of the spectacle frame is modified by changing, in particular varying, the value of at least one Parameters of the parameter set as part of an optimization process, an adjustment criterion is optimized.
  • the adjustment criterion can in particular contain a combination or aggregation of several individual criteria. In particular, it can concern the quality of the (virtual) fit or hold of the eyeglass frame on the person's head according to the head model, in particular the ear hooks.
  • adapting the initial geometry of the eyeglass frame to the model of the head includes: (i) determining the parameter value(s) for a first subset of the parameters of the parameter set, which define a geometry of a front part of the eyeglass frame in the model of the eyeglass frame; and (ii) subsequent determination of the respective value(s) for a second subset of the parameters of the parameter set, disjoint from the first subset, while retaining the previously determined parameter values of the parameter(s) of the first subset, the parameters of the second subset in the model of the spectacle frame define a respective geometry of at least one ear piece of the spectacle frame.
  • the parameter values for the parameters of the first subset are first defined, and thus for the front part of the spectacle frame.
  • This typically also has the actual mounts for one or more, usually two, spectacle lenses.
  • the parameter values for the parameters of the second subset are only defined after all steps have already been carried out correctly except for the adaptation of the geometry, such as the ear piece length and the ear piece bend, of at least one ear piece of the spectacle frame. This sequence is based on the knowledge that, as a rule, there are interactions between the geometry of the front part on the one hand and the geometry of the ear hooks on the other.
  • the aforementioned sequential procedure has the advantage that negative effects of such interactions between the parameter values on the one hand of the first subset and on the other hand of the second subset on the optimization of the geometry of the spectacle frame as a whole can be rendered harmless, at least in the sense that an optimized definition of the earpiece geometry by means of the parameter values for the parameters of the second subset can no longer be subsequently affected by - here now excluded - adjustments of one or more parameter values for parameters of the first subset.
  • the parameterization of the model of the spectacle frame is or will be selected in such a way that the parameterization for at least one ear piece in the model of the spectacle frame results in a total length of the ear piece or a respective length of at least one of a location of the ear piece inflection point according to the model of the spectacle frame in the earhook provided in the earhook is defined from the extending earhook section of the earhook.
  • a first earpiece portion may be defined to extend from the location of the earpiece inflection point toward the proximal earpiece end of the earpiece as viewed from the front portion.
  • the proximal end of the earpiece can be or can be provided in particular to connect to the front part of the spectacle frame, in particular to a projection of the front part that extends in the direction of the earpiece.
  • the front part and the ear piece are connected to one another by a pivoting device, such as a hinge, so that the ear piece can be folded in or out with respect to the front part at this point.
  • a second ear piece portion may also be defined to extend from the location of the ear piece break point toward the distal ear piece end of the ear piece as viewed from the front portion of the model of the eyeglass frame.
  • the geometry of the earpiece can thus be defined in the model of the spectacle frame or its geometric data, in particular using the two earpiece sections and the earpiece inflection point between them.
  • the second ear piece portion extends from the location of the ear piece break point to the distal end of the ear piece.
  • the length of the second earhook section defined by the respective parameter value of at least one parameter, in particular the second subset, is also determined as a function of: (i) at least one dimension of the ear corresponding to the earhook with regard to the side of the head, obtained from the model of the head the person or the location of the ear on the head, or (ii) metadata associated with the person representing at least one physical characteristic of the person regularly correlated with a dimension of their ears. Such a characteristic can be, in particular, the gender of the person, their age or their ethnicity. In this way, an optimized length of the second ear clip section can be concluded.
  • the length of its earpiece section between the location of the earpiece inflection point and the distal end of the earpiece is determined by at least one of the specified values of the parameters, in particular of the second subset, for at least one earpiece of the model of the spectacle frame in such a way that this length is in the value interval [40mm; 50mm], preferably in the value range [43 mm; 47 mm], especially in the value interval [44 mm; 46 mm] lies.
  • the first earhook section extends between the location of the earhook bend and the proximal earhook end of the earhook and the second earhook section between the location of the earhook bend and the distal earhook end of the earhook.
  • the overall length of the earpiece or the change in length compared to the initial length can be used directly as a parameter and can be determined on the basis of an individual optimization of the respective lengths of the two earpiece sections as part of the adjustment.
  • at least one of the parameters, in particular the second subset is set for at least one ear piece of the model of the eyeglass frame in such a way that it defines the location of an ear piece bend along the course of the corresponding ear piece. In this way, the location of the ear piece bend in the model of the spectacle frame can be represented directly by such a parameter and thus be easily accessible without this location having to be derived from the values of other parameters first in order to be taken from the model.
  • the location of the ear root point or the length offset is determined depending on: (i) at least one dimension obtained from the model of the head with respect to the head side to the ear temple corresponding ear of the person, or (ii) metadata associated with the person representing at least one physical characteristic of the person regularly correlated with a dimension of their ears.
  • the length offset is defined such that its length is in the value interval [11 mm; 14mm], preferably in the value interval [12mm; 13mm], lies. It has been found in many series of tests with different people that a length offset selected from one of these value intervals typically leads to an optimized position of the location of the ear hook bend, in which a very good fit of the ear hook on the head can be achieved.
  • the respective parameter value for at least one of the parameters, in particular the second subset, which defines a property for at least one ear hook of the model is determined using a local coordinate system whose origin is located at the location of the ear hook bend on the ear hook.
  • This can advantageously be used to easily define further parameters, in particular the second subset, which relate to the spatial progression of the ear piece, in particular to the ear piece bend.
  • At least one of the parameters, in particular the second subset can be selected such that it uses its parameter value to define a bend angle or a radius of curvature of the ear piece, in each case at the location of the ear piece bend, as a property.
  • at least two of the parameters, in particular the second subset are or will be selected in such a way that these parameters, based on their parameter values in two mutually angled, in particular orthogonal, standing planes, each have a kink angle or a radius of curvature of the earpiece, each at the location of the ear piece bend, is defined as a property.
  • the planes can be selected in particular so that a first plane is vertical and parallel to the plane of symmetry of the head in relation to a normal position of the head (head crown up, eyes at the same height) and a second plane is orthogonal to it and also vertical.
  • a first plane is vertical and parallel to the plane of symmetry of the head in relation to a normal position of the head (head crown up, eyes at the same height) and a second plane is orthogonal to it and also vertical.
  • the second plane can then again be perpendicular to it and also vertical.
  • the bend angle or radius of curvature of the earpiece in the first plane can be from “top” to "bottom”, and in the second plane the bend angle or radius of curvature of the earpiece defined from the outside in (i.e. towards the inside of the head).
  • the use of these two bending or curvature directions allows a particularly good adjustment of the spectacle frame, i.e. above all the ear piece, to the head and thus a particularly good fit of the spectacle frame.
  • acquiring or generating head model data comprises: (i) segmenting the model of the head into two or more head surface segments, wherein at least each person's ear represented by the model of the head defines an associated segment of the segmentation such that the respective ear is represented by its associated segment; (ii) determining reference points on or on the model of the head, a plurality of different reference points on or on the ear being defined for each of the segments respectively assigned to an ear; and (iii) at least partially measuring the model of the head using at least two of the reference points as position markers, the distance between which is determined.
  • this allows only to optimize the earpiece or earpieces relevant to provide parts of the model of the head with reference points and to use them for measurement).
  • At least one of the reference points is determined as a function of one or more image textures assigned in each case to a surface section on the surface of the head in the model of the head.
  • the accuracy of the position of the reference points relative to the head model can be regularly optimized on the basis of this additional texture information, for example in such a way that the ear root point or other points on the edge of the auricle represent specific reference points with high accuracy, which in turn leads to a particularly precise definition of the parameters of the second subset and thus the ear clip geometry can be used.
  • the parameters, in particular the second subset, of the parameter set are or will be defined as part of the method in such a way that, overall, they reflect the respective shape of two different ear hooks, one for each ear of the head of the person or the model of the head Define the model of the glasses frame. It is thus possible, in particular, to adapt the two ear hooks individually to the respective geometry of the head on its opposite sides, in particular the ears. This is advantageous above all against the background that most people have a non-negligible asymmetry with regard to the geometry of the two sides of the head and, in particular, also of the ears.
  • the method also includes outputting manufacturing data determined as a function of the modified spectacle frame data for additive manufacturing of a real spectacle frame corresponding to the adapted model of the spectacle frame or a real spectacle frame kit for such a real spectacle frame.
  • the production data can in particular be used as control data for controlling a device for additive manufacturing, for example by means of a process. additive selective laser sintering, be or will be configured from real objects.
  • the outputting of the manufacturing data can in particular include directly controlling such a device for additive manufacturing, or outputting or transmitting to a data memory for later use within the scope of such Production.
  • the actual manufacture of the real spectacle frame can already take place or be prepared, in particular configured, on the basis of the adapted model of the spectacle frame.
  • additive manufacturing within the meaning of the invention is understood to mean manufacturing methods in which the material is added pointwise, linewise or in layers to produce a component.
  • this includes powder bed-based additive manufacturing processes such as 3D powder printing and selective laser sintering (SLS), as well as suspension-based additive manufacturing processes such as lithography-based ceramic manufacturing (LCM), laminated object manufacturing (LOM), thermoplastic 3D printing (T3DP), fused filament fabrication (FFF) to the group of additive manufacturing processes.
  • SLS powder bed-based additive manufacturing processes
  • LOM lithography-based ceramic manufacturing
  • LOM laminated object manufacturing
  • T3DP thermoplastic 3D printing
  • FFF fused filament fabrication
  • “Production data” for additive manufacturing is to be understood in particular as data that at least partially defines the geometry of a component to be manufactured using additive manufacturing, directly or indirectly (e.g. through control data for controlling a device for additive manufacturing), so that the Additive manufacturing of the component resulting geometry of the component, at least essentially, is fixed.
  • the production data can in particular already be given by the modified spectacle frame data itself or else be derived as a function thereof, in particular with regard to production optimization or a specific type of additive manufacturing or a specific type of manufacturing device.
  • a second aspect of the invention relates to a spectacle frame or a spectacle frame kit, obtainable by at least partial additive manufacturing of the spectacle frame or the spectacle frame kit as a function of modified spectacle frame data generated by the method according to one of the preceding claims, with this geometry of the spectacle frame to be produced by additive manufacturing or at least partially define at least one ear piece element of the spectacle frame kit.
  • a “spectacle frame kit” within the meaning of the invention is to be understood here as a group of two or more individual components which are configured in the sense of a kit to be assembled into a finished spectacle frame by the components being connected to one another accordingly.
  • the connecting means such as hinges or pins serving as part thereof or attachable to the ear hooks Sleeves (e.g. made of rubber) or mechanisms for the detachable attachment of interchangeable ear hooks can, but do not have to be part of the kit themselves, especially since they are often not produced by additive manufacturing and can also often be made of a different material than the front part and/or the ear pieces of the glasses frame.
  • the kit can consist of a front part and two earpieces of the spectacle frame, one for each ear, with all of these components being additively manufactured.
  • At least one of the earpieces of the spectacle frame or of the spectacle frame kit is produced by means of an additive manufacturing process and, as a result of its additive manufacturing, has an earpiece bend in at least one plane.
  • At least one of the earpieces of the eyeglass frame or eyeglass frame assembly is made of metal-free material, such as polyamide or another polymeric material, using an additive manufacturing process.
  • Spectacle frame kit these initially have and maintain the desired shape leading to an optimized fit, so that expensive and/or heavy metal materials, which are often used in conventional spectacle frames for the purpose of specifically adapting the shape to the person's head and then maintaining it, are used Shape, in particular despite potential exposure to heat, used, can be omitted.
  • the eyeglass frame or eyeglass frame kit has two earpieces that differ in at least one of the following parameters as a direct result of additive manufacturing: overall length of the earpiece, location of an earpiece crease along the course of the earpiece, kink angle or radius of curvature of the earpiece at the location the ear piece bend; Angle of the ear piece, ie the angle between the front part of the glasses frame and the respective ear piece.
  • a third aspect of the invention relates to a computer program or computer-readable storage medium, having instructions which, when executed on a computer or a distributed computer system, cause the latter to execute the method according to the first aspect of the invention.
  • the computer program can be stored in particular on a storage medium such as a non-volatile data carrier.
  • a storage medium such as a non-volatile data carrier.
  • This is preferably a data carrier in the form of an optical data carrier or a flash memory module.
  • the computer program can be present as a file on a data processing unit, in particular on a server, and can be downloaded via a data connection, for example the Internet or a dedicated data connection, such as a proprietary or local network.
  • the computer program can have a plurality of interacting individual program modules.
  • the modules can be configured or at least used in such a way that they are executed in the sense of distributed computing on different devices (computers or processor units that are geographically spaced apart and connected to one another via a data network.
  • the computer or the computer system can correspondingly have at least one program memory in which the computer program is stored.
  • the computer or the computer system can also be set up to access a computer program that is available in particular externally, for example on one or more servers or other data processing units (which can themselves be part of the distributed computer system) via a communication connection, in particular in order to exchange data with it, which are used during the course of the process or computer program or represent outputs of the computer program.
  • 1A is a flow chart illustrating an example
  • FIG. 1B is a flowchart showing the adjustment step of the method of FIG. 1A in more detail, according to a preferred embodiment
  • FIG. 2 shows schematically a head model of a person and a segment around an ear of the model using a captured image texture thereto;
  • FIG. 3 shows a schematic side view of an exemplary virtual spectacle frame according to a spectacle frame model with a predefined starting geometry before its subsequent individualization, as well as several detailed views of an ear piece or a portion thereof in the spectacle frame model at different resolutions of the model;
  • Fig. 4A schematically in a side view, (i) in a first reading a virtual spectacle frame according to a spectacle frame model, which is worn by a head model (virtually) or (ii) in a second reading a real spectacle frame worn by a real head of a person is carried;
  • FIG. 4b schematically shows an enlarged section of a side view on the one hand and a top view on the other hand from FIG. 4A, in which further details for determining parameters for defining the ear piece bend are drawn.
  • FIGS. 1A and 1B in order to explain an exemplary embodiment 100 of a method according to the invention.
  • FIGS. 2 to 4B in order to explain an exemplary embodiment 100 of a method according to the invention.
  • the method 100 can in particular be a partially or fully computer-implemented method which can be executed entirely or partially on a processor platform, for example a computer. It has a step 110 in which a model (“head model”) of the real head of a person, for which a geometry of a spectacle frame specifically customized for this person is to be determined, is generated and made available using biometric head model data.
  • the head model can also be recorded in the form of head model data that has already been generated beforehand, for example read in or received via a data or communication interface.
  • the head model can be generated in particular on the basis of sensor data which are generated by means of a 3D scan of the person's real head and in particular also allow or provide at least a partial biometric measurement of the head.
  • Methods for carrying out such a 3D scan can be based in particular on scanning the head using light or infrared rays. For example, such methods are known in connection with person recognition in smartphones, in particular for unlocking the same or for authorizing transactions carried out using such devices, such as product or software license purchases.
  • the head model data representing the head model can represent the head as a polygon model or spline model and thereby define the nodes (vertices) or edges of the surface elements spanned thereby.
  • a few selected ones of these nodes or additional selected points that are calculated on the basis of such nodes or edges, for example by interpolation or extrapolation, can - as illustrated in Fig. 2(a) - be defined as reference points x i (with index i).
  • the spectacle frame model can then be adapted to the head model without having to use or process all of the information from the head model and thus its full complexity. This can be used to achieve higher process efficiency.
  • FIG. 2(b) shows a segment thereof centered around an ear E of the head model, the individual points on the surface of the head obtained by scanning being visible here, on the basis of which the polygon model in particular can be defined.
  • Fig. 2 (c) an image texture of the head determined photographically when capturing the head model 200 is additionally shown (in the sense of an overlay with the image from Fig. 2 (b)) for the same segment, as it is individually (without overlaying with the image from Fig. 2(b) is shown in Fig. 2(d) Fig.
  • 2(c) thus particularly illustrates a mapping between the 2D photographic image texture to the 3D polygon mesh of the polygon model, whereby the image texture and thus also reference points, which are obtained on the basis of the 2D photo, can be trivially projected onto the surface of the 3D polygon model.
  • a more accurate model of the head can be determined, here for the corresponding segment around the ear.
  • this also allows reference points x to be recognized or established on the ear E with good accuracy, which reference points x represent distinctive or particularly marked points on the ear E according to the head model 200 and for the following Individualization of a spectacle frame model can be used for the person. Biometric dimensions, such as distances Ax between two such reference points x and x j can also be determined in this way.
  • the head model 200 can be used to determine and measure the individual geometry of the person's ears as a basis for the subsequent individualization of the geometry of the spectacle frame.
  • the model of the spectacle frame can be defined as a polygon model. Examples of this will be explained below with reference to FIG. 3 .
  • the parameters can represent the position of certain points or lines (e.g. so-called guidelines) on the geometry of the spectacle frame or certain dimensions, in particular such guidelines or the connecting sections between certain points.
  • such parameters can use their values to determine the position of points that are particularly important for the fit or the aesthetics of the spectacle frame, for example the so-called root of the nose, where the spectacles ideally sit centrally on the nose, or of guidelines that define the geometric course of the upper frame edge set above the lens openings of the glasses frame, define variably depending on the parameter value.
  • the initial spectacle frame data provided in step 120 represents an initial geometry 300 of a specific type of spectacle frame that is to be individualized with respect to the person or the head model provided for them in step 110 in the sense of an optimized geometry adaptation.
  • An exemplary initial geometry 300 of such a spectacle frame is shown in Fig. 3 illustrated.
  • the spectacle frame has a front part 310, in which there are also the openings for accommodating spectacle lenses, and two earpieces 315 (of which only the "left” is shown here and is described below. For the other ("right") earpiece however, the same applies mutatis mutandis).
  • the ear clip 315 In relation to the front part 310, the ear clip 315 has a proximal end at which it is attached to the front part 310 so that it can be folded, typically by means of a hinge 330.
  • the earpiece 315 can also already have a predetermined initial temple bend at a location Bo along the course of the temple, in particular with a predetermined initial temple bend angle f 0 in the image plane of Fig. 3(a) and possibly a further initial temple bend angle 0 0 in a direction perpendicular to this Image plane standing level (directed in particular towards the head) have.
  • the bend in the earpiece defines a first earpiece section 320 of the initial length ao and a second earpiece section 325 of the initial length bo along the course of the earpiece 315 .
  • specific reference points can also be defined on the spectacle frame model 300, in particular those which correspond to a specific reference point on the head model.
  • a reference point can be defined on the nose bridge connecting the two lens frame areas on the spectacle model.
  • the model of the spectacle frame can be defined in particular as a polygon model and in different resolutions.
  • the initial geometry 300 of the spectacle frame as illustrated in FIG. 3 (b)
  • could initially be generated or provided in a relatively coarse resolution which is refined after or as part of the adaptation of the geometry, as illustrated in FIG. 3 (c).
  • the resolution can be adapted again, in particular refined, as illustrated in Fig. 3 (d), in order to produce a real spectacle frame with as much to get a smooth surface.
  • the methods follow a further step 130 in which the initial model 300 of the eyeglass frame is already matched to the model 200 of the head is adjusted.
  • the front part 310 is correspondingly adapted with regard to its geometry, while the geometry of the ear hooks 315 initially remains unchanged or is not considered at all.
  • the adjustment 130 can be carried out in particular on the basis of the reference points defined for the head model 200 and the corresponding reference points on the spectacle frame model 300, in particular in such a way that by adapting the geometry of the front part 310 in the spectacle frame model, certain mutually corresponding reference points of both models are congruent or in one other predetermined spatial relationship are brought to each other.
  • This adaptation is represented in the spectacle frame model by the values of parameters of a first subset Mi of the parameter set M, which are provided for defining the geometry of the front part of the spectacle frame model, being redefined or changed in accordance with the adaptation.
  • parameters can define the position of guidelines on the front part, the position and height of the nose bridge, the size of the lens frames, an inclination of the attachments for the earpieces, etc.
  • a further step follows 140, in which the parameters of a second subset M2 of the parameter set, which is disjunctive to the first subset, are correspondingly adapted in order to adapt the geometry of the ear hooks 315, in particular individually, to the head model 200.
  • a possible iteration within the framework of the method 100 can be provided in particular in the form of a loop, including steps 130 and 140 or even being restricted to them.
  • Metadata MD which in particular can be part of the head model
  • metadata can in particular contain information about the person, which typically correlates with the head geometry, in particular with certain dimensions on it. For example, such information can relate to the gender, age or height, or the regional origin or ethnicity of the person.
  • Step 140 will be explained in more detail below with reference to FIG. 1B.
  • a step 150 can optionally be provided subsequently, in which the modified geometry data resulting from the adjustment in steps 130 and 140, which, based on the current values of the parameters of the parameter set M, represent the geometry of the spectacle frame model modified by the adjustments, are transformed, in particular for Optimization of the resolution of the spectacle frame model (see Fig.
  • Such a transformation can also be used to provide manufacturing data corresponding to the modified geometry, in particular for additive manufacturing of a real spectacle frame that corresponds to the adapted spectacle frame model.
  • z. B. an at least approximate real-time capability, a lower, i.e. coarser, resolution with an associated lower number of discrete elements of the same to be processed as part of the adjustment of the polygon model can be selected than for the later production data, with the transformation from step 150 regarding this adjustment the resolution accomplished.
  • the resulting modified eyeglass frame data can then be provided in a step 160, for example as a file or data stream.
  • the modified spectacle frame data thus represent the modified geometry of the spectacle frame model thus adapted to the head model 200 obtained through the adjustments.
  • the modified spectacle frame data can be used in particular, immediately or after their transformation into special production data (see above) as a basis for, in particular, additive manufacturing (e.g. 3D printing) of a model-based real spectacle frame or elements of a spectacle frame assembly kit for it (e.g. still without the spectacle hinges ) to serve.
  • the modified spectacle frame data or production data can in particular already be control data for a device for the additive manufacturing of objects (e.g. 3D printer).
  • the cut 130 can also be omitted, so that it is assumed that the geometry of the front part 310 remains the same and only the ear hooks 315 are adjusted.
  • FIG. 1B and to FIGS. 4A and 4B the adjustment step 140 of the method 100 will now be explained in greater detail, it being noted that FIG. 1B only represents one possible exemplary embodiment for step 140, and other implementations are also possible , which can differ in particular with regard to the type, number and order of the sub-steps and the parameters determined overall.
  • a respective ear root point A on the head model 200 is determined on the basis of the head model data for each of the two ears of the head model 200, from which the arcuate pinna edge of the ear E originates on the head.
  • This is illustrated by way of example in FIG. 4A for a "left" earhook 415, where the ear E is folded forward by a finger F for the sake of better clarity. In the following, only this one ear hook is discussed, but the same procedure can be used correspondingly for the second ear hook.
  • the ear root point A can be obtained using both the three-dimensional geometry of the head recorded from a 3D head scan and using image texture.
  • a point can be identified in an area at the front of the ear where the course of the upper edge of the auricle begins.
  • the image texture in particular can be evaluated to the effect that the ear root point A must lie in an area of the ear that is not covered by hair.
  • the course of the line C is also drawn in by means of a dashed line, from which the auricle originates in its upper area on the head.
  • This is particularly important insofar as a correctly fitted ear piece 415 of an adapted or modified spectacle frame model 400 must run behind this line with its second section 425 originating at location B of the ear piece bend—seen from the front part 410 of the spectacle frame 400.
  • a length offset in particular in the form of an offset sector V, is determined either from the head model data (in particular from one or more dimensions of the ear E determined therefrom) or on the basis of a predefined value.
  • the predefined value could be set to 12 mm, which corresponds to a value that various test series have shown to provide a value for the length offset that leads to good fitting results for a number of head geometries.
  • the further geometry of the ear piece can be determined in sub-steps 144 and 145 by defining appropriate
  • Parameters of the second subset M2 of the parameter set M are determined. These parameters can include, in particular, the length a of the first bracket section 420, which runs between its proximal end 430, which starts at the location of a hinge on the front part 410, and the location B of the ear bracket bend.
  • the length b of the second earpiece section 425, which runs between the location B of the earpiece bend and the distal end of the earpiece 415, can also be determined as a parameter.
  • the length a of the first temple section 420 can consequently also be dependent in particular on the geometry of the front part 410 of the spectacle frame, which is predefined by means of the parameters of the first subset Mi of the parameter set.
  • the length b of the second bracket section 425 can in particular be set either to a previously defined value or to a value derived from the head geometry, in particular from one or more dimensions, of the ear E of the head model 200 .
  • the previously defined value mentioned is preferably in the value interval [30 mm; 50 mm], especially in the value interval [43 mm;47 mm]. Good adjustment results can thus be achieved regularly for many head geometries.
  • the size of the bending angle f, by which the two ear hook sections 420 and 425 are tilted relative to one another in a first plane (y-z plane in Fig. 4A, 4B), and/or an associated radius of curvature R for the course of the ear piece, in particular its lower edge, in the area of the ear piece bend can be determined as further parameters of the subset M2.
  • the radius of curvature can be understood in particular as the radius of a circle 440 , the circumference of which follows the course of the ear piece 415 in the vicinity of location B of the ear piece bend.
  • the magnitude of another kink angle Q in a second plane perpendicular to the first plane (x-y plane in Figs. 4A, 4B) that defines how much the second earpiece section is canted toward or away from the head can also be determined .
  • the further sub-step 148 illustrated in FIG. 1B serves to actually adjust the values of the parameters of the subset M2 such that M2 represent the previously determined values for the definition of the geometry of the ear temples of the modified eyeglass frame model 400 .
  • the values for one or more, in particular all, of the aforementioned parameters B, a, b, L, d, f, Q and R can be defined. It is of course also possible, in particular, instead of this summarizing adjustment sub-step 148, to carry out the corresponding adjustment of the named parameters directly in connection with the determination of the respective parameter values for them.

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Abstract

Ein Verfahren zum Erzeugen von Geometriedaten, die eine Geometrie einer für eine bestimmte Person individualisierten Brillenfassung repräsentieren weist auf: Erfassen oder Generieren von biometrischen Kopfmodelldaten, die ein virtuelles mehrdimensionales Modell des Kopfes der Person für zumindest einen die beiden Ohren der Person einschließenden Teilbereich des Kopfes repräsentieren; Erfassen oder Generieren von Brillenfassungsdaten, die eine Ausgangsgeometrie einer bestimmten Brillenfassung anhand bestimmter Parameterwerte eines durch einen Parametersatz mit mehreren Parametern parametrisierten geometrischen, insbesondere virtuellen, Modells einer Brillenfassung definieren; Automatisiertes Anpassen der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung an das Modell des Kopfes, wobei durch entsprechendes Ändern von zumindest einem Parameterwert des Parametersatzes modifizierte Brillenfassungsdaten generiert werden, die eine an das Modell des Kopfes angepasste Geometrie der Brillenfassung repräsentieren; und Bereitstellen der modifizierten Brillenfassungsdaten als Geometriedaten einer für die Person individualisierten Brillenfassung. Das Anpassen weist auf: Festlegen zumindest eines Parameterwerts des Parametersatzes in Abhängigkeit von einer aus den Kopfmodelldaten bestimmten Lage eines Ohrwurzelpunkts des einem Ohrenbügel der Brillenfassung zugeordneten Ohres am Kopf und von einem auf den Ohrwurzelpunkt bezogenen definierten Längenversatz, wodurch für den Ohrenbügel der Ort eines Ohrenbügelknicks entlang des Verlaufs des Ohrenbügels im Modell der Brillenfassung bestimmt wird.

Description

INDIVIDUALISIERTE BRILLENFASSUNG UND VERFAHREN ZUM ERZEUGEN
VON DEREN GEOMETRIEDATEN
Die vorliegende Erfindung betrifft das Erzeugen von Geometriedaten, die eine Geometrie einer für eine bestimmte Person individualisierten Brillenfassung repräsentieren, sowie auf Basis der Geometriedaten additiv hergestellte Brillenfassungen oder Bausätze dafür.
Heutzutage sind die meisten verwendeten Brillenfassungen nicht-individualisierte Massenprodukte, die gegebenenfalls erst nach ihrer vollständigen Fertigung, z.B. beim Optiker, durch Formanpassung, wie beispielsweise durch Erwärmen und/oder Verbiegen oder andere Einwirkungen auf die ansonsten bereits vollständig gefertigte Brillenfassung an die Geometrie des Kopfes der Person, für die die Brille bestimmt ist, angepasst werden. Insbesondere wird die Form der Ohrenbügel der Brille auf diese Weise regelmäßig erst nach der Fertigung der eigentlichen Brillenfassung manuell an die Geometrie des Kopfes der Person angepasst. Dazu werden in vielen Fällen insbesondere die zunächst in einer vorgegebenen nicht-individualisierten Form gefertigten Ohrenbügel der Brillenfassung nachträglich jeweils manuell zur Ausformung oder Veränderung eines Ohrenbügelknicks im Verlauf des Ohrenbügels gebogen, um eine verbesserte Anpassung des Ohrenbügels und somit der Brillenfassung insgesamt an Lage, Form und Dimension des betreffenden Ohrs der Person zu erreichen.
Darüber hinaus ist jedoch auch die Herstellung von Maßbrillen möglich, bei der eine Brillenfassung ab initio speziell für eine bestimmte Person, beziehungsweise deren Kopfgeometrie hergestellt wird. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den Sitz der Brille auf dem Kopf der Person zu optimieren, vor allem im Hinblick auf einen komfortablen Sitz oder eine angepasste Größe der Aufnahmen für die Brillengläser.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Erzeugung von Geometriedaten für eine individualisierte Brillenfassung und eine aus einer Fertigung in Abhängigkeit von solchen Geometriedaten resultierende Brillenfassung, insbesondere im Hinblick auf einen guten und stabilen Sitz am Kopf der Person, weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein, insbesondere computerimplementiertes, Verfahren zum Erzeugen von Geometriedaten, die eine Geometrie einer für eine bestimmte Person individualisierten Brillenfassung repräsentieren. Das Verfahren weist auf: (i) Erfassen (insbesondere Empfangen) oder Generieren (insbesondere Messen mittels einer Sensorvorrichtung) von biometrischen Kopfmodelldaten, die ein virtuelles mehrdimensionales Modell (insbesondere Polygonmodell) des Kopfes der Person für zumindest einen die beiden Ohren der Person einschließenden Teilbereich des Kopfes repräsentieren; (ii) Erfassen (insbesondere Empfangen) oder Generieren (insbesondere Messen mittels einer Sensorvorrichtung) von initialen Brillenfassungsdaten, die eine Ausgangsgeometrie einer bestimmten Brillenfassung anhand bestimmter Parameterwerte eines durch einen Parametersatz mit mehreren Parametern parametrisierten geometrischen, insbesondere virtuellen, Modells (insbesondere Polygonmodells) einer Brillenfassung definieren; (iii) Automatisiertes (d.h. zumindest teilautomatisiertes) Anpassen der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung an das Modell des Kopfes, wobei durch entsprechendes Ändern von zumindest einem Parameterwert des Parametersatzes modifizierte Brillenfassungsdaten generiert werden, die eine an das Modell des Kopfes angepasste Geometrie der Brillenfassung repräsentieren; und (iv) Bereitstellen der modifizierten Brillenfassungsdaten als Geometriedaten, insbesondere für die Fertigung, einer für die Person individualisierten Brillenfassung.
Dabei weist das Anpassen der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung an das Modell des Kopfes auf: Festlegen zumindest eines Parameterwerts des Parametersatzes in Abhängigkeit von einer aus den Kopfmodelldaten bestimmten Lage eines Ohrwurzelpunkts des einem Ohrenbügel der Brillenfassung zugeordneten Ohres am Kopf und von einem auf den Ohrwurzelpunkt bezogenen definierten Längenversatz, wodurch für den Ohrenbügel der Ort eines Ohrenbügelknicks entlang des Verlaufs des Ohrenbügels im Modell der Brillenfassung bestimmt wird.
Unter dem Begriff „Ohrwurzelpunkt“, wie hierin verwendet (oder in der Literatur gleichbedeutend manchmal auch als „oberer Ohransatz“ bezeichnet), ist in Bezug auf ein menschliches Ohr (oder ein Modell davon) ein Punkt am Kopf zu verstehen, an dem, vom Gesicht her gesehen, der bogenförmige obere Ohrmuschelrand des Ohres am Kopf entspringt. Er ist daher im Rahmen einer Generierung der Kopfmodelldaten, insbesondere im Rahmen eines Abscannen des Kopfes von mehreren Seiten aus, typischerweise sehr gut detektierbar und somit am Modell des Kopfes verortbar, so dass er als zuverlässiger Referenzpunkt für die Bestimmung des Ortes des Ohrenbügelknicks dienen kann. Relevant ist hier weniger eine absolut exakte Bestimmung eines idealen Ohrwurzelpunkts als vielmehr die Bestimmung eines Punktes im nahen Umfeld (z.B. Umkreis von 1-2 mm) des Ohransatzes, an dem der Ohrmuschelrand entspringt sowie eine gerade auf diesen bestimmten Punkt in Richtung und Länge bezogenen Längenversatzes (Versatzvektor). Die Richtung des Versatzvektors bzw.
Längenversatzes kann dabei insbesondere vorab festgelegt sein, beispielsweise als die Richtung einer horizontalen Tangente an den Kopf durch den Ohrwurzelpunkt.
Die hierein gegebenenfalls verwendeten Begriffe "umfasst", "beinhaltet", "schließt ein", "weist auf", "hat", "mit", oder jede andere Variante davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken. So ist beispielsweise ein Verfahren oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst oder aufweist, nicht notwendigerweise auf diese Elemente beschränkt, sondern kann andere Elemente einschließen, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder die einem solchen Verfahren oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind.
Ferner bezieht sich "oder", sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, auf ein inklusives oder und nicht auf ein exklusives „oder“. Zum Beispiel wird eine Bedingung A oder B durch eine der folgenden Bedingungen erfüllt: A ist wahr (oder vorhanden) und B ist falsch (oder nicht vorhanden), A ist falsch (oder nicht vorhanden) und B ist wahr (oder vorhanden), und sowohl A als auch B sind wahr (oder vorhanden).
Die Begriffe "ein" oder "eine", wie sie hier verwendet werden, sind im Sinne von „ein/eine oder mehrere“ definiert. Die Begriffe "ein anderer" und „ein weiterer“ sowie jede andere Variante davon sind im Sinne von „zumindest ein Weiterer“ zu verstehen.
Der Begriff "Mehrzahl", wie er hier gegebenenfalls verwendet wird, ist im Sinne von „zwei oder mehr“ zu verstehen.
Unter dem hier gegebenenfalls verwendeten Begriff „konfiguriert“ oder „eingerichtet“ eine bestimmte Funktion zu erfüllen (und jeweiligen Abwandlungen davon) ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass die entsprechende Entität, insbesondere Vorrichtung oder Computerprogramm, bereits in einer Ausgestaltung oder Einstellung vorliegt, in der sie die Funktion ausführen kann oder sie zumindest so einstellbar - d.h. konfigurierbar - ist, dass sie nach entsprechender Einstellung die Funktion ausführen kann. Die Konfiguration kann dabei beispielsweise über eine entsprechende Einstellung von Parametern eines Prozessablaufs oder von Schaltern oder ähnlichem zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von Funktionalitäten bzw. Einstellungen erfolgen. Insbesondere kann die Vorrichtung mehrere vorbestimmte Konfigurationen oder Betriebsmodi aufweisen, so dass das Konfigurieren mittels einer Auswahl einer dieser Konfigurationen bzw. Betriebsmodi erfolgen kann.
Bei dem Verfahren nach dem ersten Aspekt wird somit auf Basis einerseits eines durch die Kopfmodeldaten repräsentierten Modells des Kopfes der Person und andererseits eines durch die Brillenfassungsdaten repräsentierten Modells einer bestimmten Brillenfassung eine Anpassung der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung an das Modell des Kopfes, vorzugsweise im dreidimensionalen virtuellen Raum vorgenommen. So kann ein optimierter „Sitz“ der modellierten Brillenfassung auf dem Kopfmodell erreicht werden.
Das durch die modifizierten Brillenfassungsdaten repräsentierte angepasste Modell der Brillenfassung definiert wiederum auch die Geometrie einer herstellbaren realen Brillenfassung. Eine solche kann, insbesondere mittels additiver Fertigung, auf Basis der modifizierten Brillenfassungsdaten produziert werden. Der im virtuellen Raum optimierte Sitz der Brillenfassung kann somit durch Fertigung einer realen Brillenfassung auf Basis des angepassten Modells der Brillenfassung auf die reale Welt übertragen werden, sodass eine daraus resultierende reale Brillenfassung ebenso einen entsprechenden optimierten Sitz bezüglich des realen Kopfes der Person, aufweist.
Nachträgliche manuelle Anpassungen zur Erreichung eines optimierten Sitzes der realen Brille auf dem realen Kopf der Person sind somit nicht mehr erforderlich. Vielmehr ist die Geometrie der Brillenfassung bereits ab initio, d.h. bereits als unmittelbares Ergebnis des automatisierten Prozessflusses zur Festlegung der modifizierten Brillenfassungsdaten, bezüglich ihres Sitzes der Brillenfassung auf bzw. an dem Kopf optimiert. Dies gilt insbesondere für die Ohrenbügel der Brillenfassung, vor allem bezüglich der Lage von deren jeweiligen Ohrenbügelknick, dessen Ort entlang des Verlaufs des jeweiligen Ohrenbügels bereits automatisiert bezüglich der Lage, Form und/oder Dimension des zugeordneten Ohres der Person angepasst ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch unmöglich ist, beliebig miteinander sowie mit den weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.
Bei einigen Ausführungsformen erfolgt das Anpassen der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung anhand eines Optimierungsverfahrens, bei dem die Geometrie der Brillenfassung durch Veränderung, insbesondere Variation, des Werts zumindest eines Parameters des Parametersatzes im Rahmen eines Optimierungsverfahrens ein Anpassungskriterium optimiert wird. Das Anpassungskriterium kann dabei insbesondere eine Kombination oder Aggregation mehrerer Einzelkriterien enthalten. Es kann insbesondere die Qualität des (virtuellen) Sitzes oder Halts der Brillenfassung am Kopf der Person gemäß dem Kopfmodell, insbesondere der Ohrenbügel, betreffen.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Anpassen der Ausgangsgeometrie der Brillenfassung an das Modell des Kopfes auf: (i) Festlegen des bzw. der jeweiligen Parameterwerte für eine erste Untermenge der Parameter des Parametersatzes, welche im Modell der Brillenfassung eine Geometrie eines Frontteils der Brillenfassung definieren; und (ii) nachfolgendes Festlegen des bzw. der jeweiligen Werte für eine zweite zur ersten Untermenge disjunkten Untermenge der Parameter des Parametersatzes unter Beibehaltung der bereits zuvor festgelegten Parameterwerte des bzw. der Parameter der ersten Untermenge, wobei die Parameter der zweiten Untermenge im Modell der Brillenfassung eine jeweilige Geometrie zumindest eines Ohrenbügels der Brillenfassung definieren.
Bei der Anpassung des Modells der Brillenfassung erfolgt bei diesen Ausführungsformen somit zunächst die Festlegung der Parameterwerte für die Parameter der ersten Untermenge, und damit für das Frontteil der Brillenfassung. Dieses weist typischerweise insbesondere auch die eigentlichen Fassungen für ein oder mehrere, in der Regel zwei, Brillengläser auf. Die Festlegung der Parameterwerte für die Parameter der zweiten Untermenge erfolgt erst danach, wenn alle Schritte bis auf die Anpassung der Geometrie, wie etwa der Ohrenbügellänge und des Ohrenbügelknicks, zumindest eines Ohrenbügels der Brillenfassung bereits korrekt ausgeführt wurden. Diese Sequenz beruht auf der Erkenntnis, dass in aller Regel Wechselwirkungen zwischen der Geometrie des Frontteils einerseits und der Geometrie der Ohrenbügel andererseits bestehen.
Das vorgenannte sequenzielle Vorgehen hat den Vorteil, dass damit negative Auswirkungen solcher Wechselwirkungen zwischen den Parameterwerten einerseits der ersten Untermenge und andererseits der zweiten Untermenge auf die Optimierung der Geometrie der Brillenfassung insgesamt zumindest in dem Sinne unschädlich gemacht werden können, dass eine optimierte Festlegung der Ohrenbügelgeometrie mittels der Parameterwerte für die Parameter der zweiten Untermenge nicht mehr nachträglich durch - hier nun ausgeschlossene - Anpassungen eines oder mehrerer Parameterwerte für Parameter der ersten Untermenge beeinträchtigt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen ist oder wird die Parametrisierung des Modells der Brillenfassung so gewählt, dass durch die Parametrisierung für zumindest einen Ohrenbügel im Modell der Brillenfassung eine Gesamtlänge des Ohrenbügels oder eine jeweilige Länge zumindest eines sich von einem Ort des Ohrenbügelknickpunkts eines gemäß dem Modell der Brillenfassung in dem Ohrenbügel vorgesehenen Ohrenbügelknicks aus erstreckenden Ohrenbügelabschnitts des Ohrenbügels definiert wird. Auf diese Weise ist eine zumindest anteilige Optimierung des Sitzes der Brillenfassung an dem Kopf im Hinblick auf die Lage des Ohrenbügelknicks am Ohrenbügel und damit auch relativ zum Ohr der Person, einerseits im virtuellen Raum und andererseits - nach der Fertigung der zum angepassten Modell der Brillenfassung korrespondierenden realen Brillenfassung - in der realen Welt ermöglicht.
Insbesondere kann bei einigen solcher Ausführungsformen im Modell der Brillenfassung ein erster Ohrenbügelabschnitt so definiert sein oder werden, dass er sich von dem Ort des Ohrenbügelknickpunkts aus in Richtung zu dem von dem Frontteil aus gesehen proximalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels erstreckt. Das proximale Ohrenbügelende kann dazu insbesondere dazu vorgesehen sein oder werden, an das Frontteil der Brillenfassung, insbesondere an einen sich in Richtung des Ohrenbügels erstreckenden Vorsprung des Frontteils, anzuschließen. Insbesondere kann dabei vorgesehen werden, dass Frontteil und Ohrenbügel durch eine Schwenkvorrichtung, wie etwa ein Scharnier, miteinander verbunden werden, so dass der Ohrenbügel bezüglich des Frontteils an dieser Stelle ein- bzw. ausgeklappt werden kann.
Im Modell der Brillenfassung kann zudem ein zweiter Ohrenbügelabschnitt so definiert sein oder werden, dass er sich von dem Ort des Ohrenbügelknickpunkts aus in Richtung zu dem von dem Frontteil des Modells der Brillenfassung aus gesehen distalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels erstreckt. Die Geometrie des Ohrenbügels kann somit im Modell der Brillenfassung bzw. deren Geometriedaten insbesondere anhand der beiden Ohrenbügelabschnitte und des dazwischenliegenden Ohrenbügelknickpunkts definiert werden.
Bei einigen Ausführungsformen erstreckt sich für zumindest einen Ohrenbügel des Modells der Brillenfassung der zweite Ohrenbügelabschnitt von dem Ort des Ohrenbügelknickpunkts aus bis zu dem distalen Ohrenbügelende hin. Die durch den jeweiligen Parameterwert zumindest eines Parameters, insbesondere der zweiten Untermenge, definierte Länge des zweiten Ohrenbügelabschnitts wird zudem bestimmt in Abhängigkeit von: (i) zumindest einer aus dem Modell des Kopfes gewonnenen Abmessung des bezüglich der Kopfseite zu dem Ohrenbügel korrespondierenden Ohres der Person oder der Lage des Ohres am Kopf, oder (ii) von der Person zugeordneten Metadaten, die zumindest eine regelmäßig mit einer Abmessung ihrer Ohren korrelierte, körperliche Eigenschaft der Person repräsentieren. Eine solche Eigenschaft kann insbesondere das Geschlecht der Person, ihr Alter oder ihre Zugehörigkeit zu einer Ethnie sein. Auf diese Weise kann auf eine optimierte Länge des zweiten Ohrenbügelabschnitts geschlossen werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird durch zumindest einen der festgelegten Werte der Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, für zumindest einen Ohrenbügel des Modells der Brillenfassung die Länge seines Ohrenbügelabschnitts zwischen dem Ort des Ohrenbügelknickpunkts und dem distalen Ohrenbügelende so festgelegt, dass diese Länge im Werteintervall [40mm; 50mm], bevorzugt im Werteintervall [43 mm; 47 mm], insbesondere im Werteintervall [44 mm; 46 mm] liegt. Es hat sich gezeigt, dass ein Wert aus diesen jeweiligen Werteintervallen typischerweise besonders gut geeignet ist, um einerseits einen guten Sitz des Ohrenbügels am Kopf, insbesondere auch hinter dem Ohr, zu erreichen und zugleich eine typischerweise von Brillenträgern als unangenehm oder ästhetisch unschön oder im Hinblick auf eine erhöhte Gefahr eines Hängenbleibens an Kleidungsstücken (z.B. Mütze, Stirnband) als unpraktisch empfundene aber funktionell nicht erforderliche Überlänge des zweiten Ohrenbügelabschnitts zu vermeiden. Bei einigen Ausführungsformen wird der Wert eines die jeweilige Gesamtlänge L des zumindest einen Ohrenbügels im Modells der Brillenfassung festlegenden Parameters, insbesondere der zweite Untermenge, in Abhängigkeit von einer Summe der Längen des ersten Ohrenbügelabschnitts (der Länge a) und des zweiten Ohrenbügelabschnitts (der Länge b) bestimmt, etwa als diese Summe L =(a+b) selbst. Dabei erstreckt sich der erste Ohrenbügelabschnitt zwischen dem Ort des Ohrenbügelknicks und dem proximalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels und der zweite Ohrenbügelabschnitt zwischen dem Ort des Ohrenbügelknicks und dem distalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels. Ausgehend von einer bekannten Anfangslänge Lo der Gesamtlänge des Ohrenbügels kann der Wert des Parameters insbesondere auch als Änderung d der Gesamtlänge, z.B als d = (a+b)-Lo bestimmt werden. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Gesamtlänge des Ohrenbügels oder ihre gegenüber der Anfangslänge vorzunehmende Längenänderung unmittelbar als Parameter genutzt und dabei auf Basis einer individuellen Optimierung der jeweiligen Längen der beiden Ohrenbügelabschnitte im Rahmen der Anpassung bestimmt werden. Bei einigen Ausführungsformen wird zumindest einer der Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, für zumindest einen Ohrenbügel des Modells der Brillenfassung so festgelegt, dass er den Ort eines Ohrenbügelknicks entlang des Verlaufs des entsprechenden Ohrenbügels definiert. So kann der Ort des Ohrenbügelknicks im Modell der Brillenfassung unmittelbar durch einen solchen Parameter repräsentiert und somit leicht zugreifbar erhalten werden, ohne dass dieser Ort, um aus dem Modell entnommen zu werden, zunächst aus den Werten anderer Parameter abgeleitet werden müsste.
Bei einigen Ausführungsformen werden die Lage des Ohrwurzelpunkts oder der Längenversatz (d.h. die Entfernung des Orts des Bügelknicks vom Ohrwurzelpunkt, s.o.) bestimmt in Abhängigkeit von: (i) zumindest einer aus dem Modell des Kopfes gewonnenen Abmessung des bezüglich der Kopfseite zu dem Ohrenbügel korrespondierenden Ohres der Person, oder (ii) von der Person zugeordneten Metadaten, die zumindest eine regelmäßig mit einer Abmessung ihrer Ohren korrelierte, körperliche Eigenschaft der Person repräsentieren.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Längenversatz so festgelegt, dass seine Länge im Werteintervall [11 mm; 14mm], bevorzugt im Werte Intervall [12mm; 13mm], liegt. Es hat sich in vielen Versuchsreihen mit verschiedenen Personen herausgestellt, dass ein aus einem dieser Werteintervalle ausgewählter Längenversatz typischerweise zu einer optimierten Lage des Orts des Ohrenbügelknicks führt, bei der ein sehr guter Sitz des Ohrenbügels am Kopf erreicht werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen wird der jeweilige Parameterwert für zumindest einen der Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, der eine Eigenschaft für zumindest einen Ohrenbügel des Modells definiert, anhand eines lokalen Koordinatensystems festgelegt, dessen Ursprung am Ort des Ohrenbügelknicks an dem Ohrenbügel verortet wird. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden auf einfache Weise weitere Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, zu definieren, die sich auf den räumlichen Verlauf des Ohrenbügels, insbesondere auf den Ohrenbügelknick, beziehen. Eine umständliche Beschreibung im Rahmen eines auf die ganze Brillenfassung bezogenen oder gar eines unabhängig davon definierten Bezugssystems ist somit zumindest in dieser Hinsicht dann nicht erforderlich. Insbesondere kann zumindest einer der Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, so gewählt sein oder werden, dass er anhand seines Parameterwerts einen Knickwinkel oder einen Krümmungsradius des Ohrenbügels, jeweils am Ort des Ohrenbügelknicks, als Eigenschaft definiert. Bei einigen solcher Ausführungsformen sind oder werden zumindest zwei der Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, so gewählt, dass durch diese Parameter insgesamt anhand ihrer Parameterwerte in zwei zueinander gewinkelt, insbesondere orthogonal, stehenden Ebenen jeweils ein Knickwinkel oder ein Krümmungsradius des Ohrenbügels, jeweils am Ort des Ohrenbügelknicks, als Eigenschaft definiert wird.
Die Ebenen können insbesondere so gewählt werden, dass eine erste der Ebenen bezogen auf eine Normalstellung des Kopfes (Kopfscheitel oben, Augen auf gleicher Höhe) vertikal und parallel zur Symmetrieebene des Kopfes steht und eine zweite der Ebenen orthogonal dazu und ebenfalls vertikal. Stattdessen ist es auch möglich und bei manchen Kopfgeometrien vorteilhaft, die erste Ebene so zu definierten, dass sie an die lokalen Orientierung des Teilabschnitts des Ohrenbügels angepasst ist, an dem sich der Ort des Ohrenbügelknicks befindet, insbesondere so, dass dieser Teilabschnitt innerhalb der ersten Ebene verläuft. Die zweite Ebene kann dann wieder senkrecht dazu und ebenfalls vertikal liegen.
Dann, insbesondere in den beiden vorgenannten Varianten für die Wahl der Lage der Ebenen, kann in der ersten Ebene der Knickwinkel bzw. Krümmungsradius des Ohrenbügels von „oben“ nach „unten“, und in der zweiten Ebene der der Knickwinkel bzw. Krümmungsradius des Ohrenbügels von außen nach innen (d.h. in Richtung zum Kopfinneren hin) definiert werden. Die Verwendung dieser beiden Knick- bzw. Krümmungsrichtungen erlaubt eine besonders gute Anpassung der Brillenfassung, d.h. vor allem des Ohrenbügels, an den Kopf und somit einen besonders guten Sitz der Brillenfassung.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Erfassen oder Generieren von Kopfmodelldaten auf: (i) Segmentieren des Modells des Kopfes in zwei oder mehr Kopfoberflächensegmente, wobei zumindest jedes durch das Modell des Kopfes repräsentierte Ohr der Person ein zugeordnetes Segment der Segmentierung so definiert, dass das jeweilige Ohr durch sein zugeordnetes Segment repräsentiert wird; (ii) Bestimmen von Referenzpunkten auf oder an dem Modell des Kopfes, wobei für jedes der jeweils einem Ohr zugeordneten Segmente eine Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzpunkten auf bzw. an dem Ohr definiert werden; und (iii) zumindest anteiliges Vermessen des Modells des Kopfes unter Verwendung von zumindest zwei der Referenzpunkte als Positionsmarkierungen, deren Abstand voneinander bestimmt wird. Auf diese Weise ist eine besonderes effiziente sowie genaue Vermessung ermöglicht (Insbesondere erlaubt es dies, nur zur Optimierung des bzw. der Ohrenbügel relevante Teile des Modells des Kopfes mit Referenzpunkten zu versehen und zur Vermessung zu verwenden).
Bei einigen solcher Ausführungsformen wird zumindest einer der Referenzpunkte in Abhängigkeit von einer oder mehreren im Modell des Kopfes jeweils einem Flächenabschnitt auf der Oberfläche des Kopfes zugeordneten Bildtexturen bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass neben den geometrischen Daten des Modells des Kopfes zusätzlich auch bei der Modellabnahme (etwa per3D Scan) vom realen Kopf der Person erfasste, insbesondere fotographisch Bildtexturen zur Definition des zumindest einen Referenzpunkts genutzt werden. Dadurch lässt sich auf Basis dieser zusätzlichen Texturinformation regelmäßig die Genauigkeit der Lage der Referenzpunkte relativ zum Kopfmodell optimieren, beispielsweise so, dass der Ohrwurzelpunkt oder weitere Punkte auf dem Ohrmuschelrand jeweils mit hoher Genauigkeit bestimmte Referenzpunkte darstellen, was wiederum zu einer besonders genauen Festlegung der Parameter der zweiten Untermenge und somit der Ohrenbügelgeometrie genutzt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen sind oder werden im Rahmen des Verfahrens die Parameter, insbesondere der zweiten Untermenge, des Parametersatzes so festgelegt, dass sie insgesamt die jeweilige Form zweier verschiedener Ohrenbügel, davon je einen je Ohr des Kopfes der Person bzw. des Modells des Kopfes, im Modell der Brillenfassung definieren. Somit ist es insbesondere möglich, die beiden Ohrenbügel individuell der jeweiligen Geometrie des Kopfes auf seinen gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Ohren, anzupassen. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund vorteilhaft, dass bei den meisten Menschen eine nicht vernachlässigbare Asymmetrie bezüglich der Geometrie der beiden Kopfseiten und insbesondere auch der Ohren besteht.
Bei einigen Ausführungsformen weist das Verfahren des Weiteren ein Ausgeben von in Abhängigkeit von den modifizierten Brillenfassungsdaten bestimmten Herstellungsdaten für eine additive Fertigung einer zu dem angepassten Modell der Brillenfassung korrespondierenden realen Brillenfassung oder eines realen Brillenfassungsbausatzes für eine solche reale Brillenfassung auf. Die Herstellungsdaten können dabei insbesondere als Steuerdaten für die Ansteuerung einer Vorrichtung zur additiven Fertigung, etwa mittels eines Prozesses zu. additivem selektiven Lasersintern, von realen Objekten konfiguriert sein bzw. werden.
Das Ausgeben der Herstellungsdaten kann insbesondere unmittelbar ein Ansteuern einer solchen Vorrichtung zur additiven Fertigung umfassen, oder ein Ausgeben oder übermitteln an einen Datenspeicher zur späteren Verwendung im Rahmen einer solchen Fertigung. So kann im Rahmen des Verfahrens zusätzlich bereits die tatsächliche Herstellung der realen Brillenfassung auf Basis des angepassten Modells der Brillenfassung erfolgen bzw. vorbereitet, insbesondere konfiguriert, werden.
Unter einer „additiver Fertigung“ im Sinne der Erfindung werden Fertigungsverfahren verstanden, bei denen zur Erzeugung eines Bauteils das Material punkt-, linien- oder schichtweise hinzugefügt wird zu verstehen. Insbesondere gehören pulverbettbasierte additive Fertigungsverfahren, wie etwa 3D-Pulverdruck und Selektives Lasersintern (SLS), sowie suspensionsbasierte additive Fertigungsverfahren, wie etwa lithogra phiebasierte Keramikfertigung (LCM), Laminated Object Manufacturing (LOM), Thermoplastischer 3D-Druck (T3DP), Fused Filament Fabrication (FFF) zur Gruppe der additiven Fertigungsverfahren.
Unter „Herstellungsdaten“ für eine additive Fertigung sind insbesondere Daten zu verstehen, die zumindest anteilig die Geometrie eines mittels additiver Fertigung zu fertigenden Bauteils unmittelbar oder mittelbar (etwa durch Steuerdaten zur Ansteuerung einer Vorrichtung zur additiven Fertigung) definieren, so dass durch sie die bei der additiven Fertigung des Bauteils entstehende Geometrie des Bauteils, zumindest im Wesentlichen, festgelegt ist.
Die Herstellungsdaten können vorliegend insbesondere bereits durch die modifizierten Brillenfassungsdaten selbst gegeben oder aber in Abhängigkeit davon, insbesondere im Hinblick auf eine Fertigungsoptimierung oder eine bestimmte Art von additiver Fertigung oder einen Bestimmten Typ von Fertigungsvorrichtung abgeleitet sein.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Brillenfassung oder einen Brillenfassungsbausatz, erhältlich durch zumindest anteilige additive Fertigung der Brillenfassung bzw. des Brillenfassungsbausatzes in Abhängigkeit von nach dem Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche erzeugten modifizierten Brillenfassungsdaten, wobei diese eine durch die additive Fertigung herzustellende Geometrie der Brillenfassung bzw. zumindest eines Ohrenbügelelements des Brillenfassungsbausatzes zumindest anteilig definieren.
Unter einem „Brillenfassungsbausatz“ im Sinne der Erfindung ist hier eine Gruppe von zwei oder mehr einzelnen Bauelementen zu verstehen, die im Sinne eines Bausatzes dazu konfiguriert sind, zu einer fertigen Brillenfassung assembliert zu werden, indem die Bauteile miteinander entsprechend verbunden werden. Die Verbindungsmittel, wie etwa Scharniere oder als Teil davon dienende Stifte oder auf die Ohrenbügel aufbringbare Hülsen (etwa aus Gummi) oder Mechanismen zur lösbaren Befestigung von Wechselohrenbügeln können, müssen aber nicht selbst Teil des Bausatzes sein, insbesondere das sie oftmals nicht durch additive Fertigung hergestellt werden und auch oft aus einem anderen Material sein können, als der Frontteil und/oder die Ohrenbügel der Brillenfassung. Beispielsweise kann der Bausatz aus einem Frontteil und zwei Ohrenbügeln der Brillenfassung, je einer je Ohr, bestehen, wobei alle diese Bauteile additiv gefertigt sind.
Bei einigen Ausführungsformen ist zumindest einer der Ohrenbügel der Brillenfassung bzw. des Brillenfassungsbausatzes mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt und weist in Folge seiner additiven Fertigung einen Ohrenbügelknick in zumindest einer Ebene auf. Somit lässt sich einerseits ein nachträgliches manuelles Anpassen des Ohrenbügelknicks vermeiden und andererseits auch die bereits genannte Formstabilität des Ohrenbügelknicks erreichen.
Bei einigen Ausführungsformen ist zumindest einer der Ohrenbügel der Brillenfassung bzw. des Brillenfassungsbausatzes mittels eines additiven Fertigungsverfahrens aus metallfreiem Material, etwa aus Polyamid oder einem anderen Polymeren Werkstoff, hergestellt. Durch die additive Fertigung der Brillenfassung bzw. des
Brillenfassungsbausatzes weisen diese ab initio die zu einem optimierten Sitz führende gewünschte Form auf und behalten diese bei, so dass auf teure und/oder schwere Metallwerkstoffe, die bei herkömmlichen Brillenfassungen oftmals zum Zwecke der gezielten Formanpassung an den Kopf der Person und zur nachfolgenden Beibehaltung dieser angepassten Form, insbesondere auch trotz potentieller Wärmeeinwirkung, genutzt werden, entfallen kann.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Brillenfassung bzw. der Brillenfassungsbausatzes zwei Ohrenbügel auf, die sich als unmittelbares Ergebnis der additiven Fertigung in zumindest einem der folgenden Parameter unterscheiden: Gesamtlänge des Ohrenbügels, Ort eines Ohrenbügelknicks entlang des Verlaufs des Ohrenbügels, Knickwinkel oder Krümmungsradius des Ohrenbügels am Ort des Ohrenbügelknicks; Winkel des Ohrenbügelaufgangs, d.h. des Winkels zwischen dem Frontteil der Brillenfassung und dem jeweiligen Ohrenbügel. Somit ist eine solche Brillenfassung insbesondere im Hinblick auf die typischerweise bei den meisten Menschen auftretende, für einen guten Brillensitz nicht zu vernachlässigende Asymmetrie beider Kopfseiten bzw. Ohren angepasst. Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm oder computerlesbares Speichermedium, aufweisend Befehle, die bei ihrer Ausführung auf einem Computer oder einem verteilten Computersystem diesen bzw. dieses veranlassen, das Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen.
Das Computerprogramm kann insbesondere auf einem Speichermedium, wie etwa einem nichtflüchtigen Datenträger, gespeichert sein. Bevorzugt ist dies ein Datenträger in Form eines optischen Datenträgers oder eines Flashspeichermoduls. Dies kann vorteilhaft sein, wenn das Computerprogramm als solches unabhängig von einer Prozessorplattform gehandelt werden soll, auf der das ein bzw. die mehreren Programme auszuführen sind. In einer anderen Implementierung kann das Computerprogramm als eine Datei auf einer Datenverarbeitungseinheit, insbesondere auf einem Server vorliegen, und über eine Datenverbindung, beispielsweise das Internet oder eine dedizierte Datenverbindung, wie etwa ein proprietäres oder lokales Netzwerk, herunterladbar sein. Zudem kann das Computerprogramm eine Mehrzahl von zusammenwirkenden einzelnen Programmodulen aufweisen. Die Module können insbesondere dazu konfiguriert sein oder jedenfalls so einsetzbar sein, dass sie im Sinne von verteiltem Rechnen (engl. „Distributed computing“ auf verschiedenen Geräten (Computern bzw. Prozessoreinheiten ausgeführt werden, die geografisch voneinander beabstandet und über ein Datennetzwerk miteinander verbunden sind.
Der Computer bzw. das Computersystem kann entsprechend zumindest einen Programmspeicher aufweisen, in dem das Computerprogramm abgelegt ist. Alternativ kann der Computer bzw. das Computersystem auch eingerichtet sein, über eine Kommunikationsverbindung auf ein insbesondere extern, beispielsweise auf einem oder mehreren Servern oder anderen Datenverarbeitungseinheiten (die selbst Teil des verteilten Computersystems sein können) verfügbares Computerprogramm zuzugreifen, insbesondere um mit diesem Daten auszutauschen, die während des Ablaufs des Verfahrens bzw. Computerprogramms Verwendung finden oder Ausgaben des Computerprogramms darstellen.
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für die weiteren Aspekte der Erfindung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigt
Fig. 1A ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer beispielhaften
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 1B ein Flussdiagramm zur detaillierteren Veranschaulichung des Anpassungsschritts aus dem Verfahren nach Fig. 1A, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 2 schematisch ein Kopfmodell einer Person sowie ein Segment um ein Ohr des Modells unter Verwendung einer erfassten Bildtextur dazu;
Fig. 3 schematisch in einer Seitenansicht, eine beispielhafte virtuelle Brillenfassung gemäß einem Brillenfassungsmodell mit einer vordefinierten Ausgangsgeometrie vor deren nachfolgenden Individualisierung, sowie mehrere Detailansichten eines Ohrenbügels bzw. eines Anteils davon im Brillenfassungsmodell bei verschiedenen Auflösungen des Modells;
Fig. 4A schematisch in einer Seitenansicht, (i) in einer ersten Lesart eine virtuelle Brillenfassung gemäß einem Brillenfassungsmodell, die von einem Kopfmodell (virtuell) getragen wird bzw. (ii) in einer zweiten Lesart eine reale Brillenfassung, die von einem realen Kopf einer Person getragen wird; und
Fig. 4b schematisch je einen vergrößerten Ausschnitt einerseits einer Seitenansicht und andererseits einer Draufsicht aus Fig. 4A, in denen weitere Details zur Bestimmung von Parametern für die Definition des Ohrenbügelknicks eingezeichnet sind.
Zunächst wird nun auf die Figuren 1A und 1B Bezug genommen, um eine beispielhafte Ausführungsform 100 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu erläutern. Zusätzlich wird während dieser Erläuterungen zur besseren Illustration des Verfahrens und der daraus resultierenden modifizierten, individualisierten Brillenfassungsgeometrie auch auf die weiteren Figuren 2 bis 4B Bezug genommen und im Einzelnen eingegangen werden.
Das Verfahren 100 kann insbesondere ein teilweise oder vollständig computer implementiertes Verfahren sein, das ganz bzw. teilweise auf einer Prozessorplattform, beispielsweise einem Computer, ausführbar ist. Es weist einen Schritt 110 auf, in dem ein Modell („Kopfmodell“) des realen Kopfes einer Person, für die eine Geometrie einer konkret für diese Person individualisierten Brillenfassung zu bestimmen ist, generiert und mittels biometrischer Kopfmodelldaten zur Verfügung gestellt wird. Das Kopfmodell kann auch in Form von bereits vorab erzeugten Kopfmodelldaten erfasst werden, beispielsweise über eine Daten- oder Kommunikationsschnittstelle eingelesen bzw. empfangen werden.
Das Generieren des Kopfmodells kann insbesondere auf Basis von Sensordaten erfolgen, die mittels eines 3D-Scans des realen Kopfes der Person generiert werden und insbesondere auch eine zumindest anteilige biometrische Vermessung des Kopfes erlauben oder bereitstellen. Verfahren zur Durchführung eines solchen 3D-Scans können insbesondere auf eine Abtastung des Kopfes mittels Licht- oder Infrarotstrahlen beruhen. Beispielsweise sind solche Verfahren im Zusammenhang mit der Personenerkennung bei Smartphones, insbesondere zum Entsperren derselben oder zur Autorisierung von mittels solcher Geräte durchgeführten Transaktionen, wie etwa Produkt- oder Softwarelizenzkäufen, bekannt.
Ein beispielhaftes Kopfmodell 200 ist in Fig. 2 illustriert. Insbesondere können die das Kopfmodell repräsentierenden Kopfmodelldaten den Kopf als Polygonmodell oder Spline-Modell repräsentieren und dabei die Knotenpunkte (Vertices) oder Kanten der dadurch aufgespannten Oberflächenelemente definieren. Einige ausgewählte dieser Knotenpunkte oder zusätzliche ausgewählte Punkte, die auf Basis solcher Knotenpunkte oder Kanten, beispielsweise durch Interpolation oder Extrapolation, berechnet werden, können - wie in Fig. 2(a) illustriert - als Referenzpunkte x, (mit Index i) festgelegt werden. So kann auf deren Basis im Weiteren eine Anpassung des Brillenfassungsmodell an das Kopfmodell vorgenommen werden, ohne die Gesamtheit aller Informationen aus dem Kopfmodell und somit dessen volle Komplexität nutzen bzw. verarbeiten zu müssen. Dies kann genutzt werden, um eine höhere Verfahrenseffizienz zu erreichen.
Fig. 2 (b) zeigt ein um ein Ohr E des Kopfmodells zentriertes Segment davon, wobei hier die einzelnen durch Abtastung gewonnenen Punkte auf der Oberfläche des Kopfs sichtbar sind, auf deren Basis insbesondere das Polygonmodell definiert werden kann. In Fig. 2 (c) ist zusätzlich (im Sinne einer Überlagerung mit dem Bild aus Fig. 2 (b)) für dasselbe Segment eine beim Erfassen des Kopfmodells 200 fotografisch bestimmte Bildtextur des Kopfes dargestellt, wie sie einzeln (ohne Überlagerung mit dem Bild aus Fig. 2 (b) in Fig. 2 (d) gezeigt ist. Fig. 2(c) illustriert somit insbesondere ein Mapping zwischen der fotographischen 2D-Bildtextur auf das 3D-Polygonnetz des Polygonmodells, wodurch die Bildtextur und somit auch Referenzpunkte, die auf Basis des 2D-Fotos gewonnen werden, trivial auf die Oberfläche des 3D-Polygonmodells projiziert werden können.
Unter Nutzung sowohl der aufgrund des 3D-Scans (Abtastung) gewonnenen Informationen zur Kopfgeometrie als auch der Bildtexturen lässt sich ein genaueres Modell des Kopfes, hier für das entsprechende Segment um das Ohr herum, bestimmen. Dies erlaubt es insbesondere auch, wie in Fig. 2(e) illustriert, mit guter Genauigkeit, Referenzpunkte x, am Ohr E zu erkennen oder festzulegen, die markante bzw. besonderes ausgezeichnete Stellen am Ohr E gemäß dem Kopfmodell 200 repräsentieren und für die nachfolgende Individualisierung eines Brillenfassungsmodells für die Person genutzt werden können. Auch biometrische Maße, wie etwa Abstände Ax zwischen zwei solchen Referenzpunkten x, und Xj lassen sich so bestimmen. Insgesamt kann also anhand des Kopfmodells 200 vor allem auch die individuelle Geometrie der Ohren der Person als eine Basis für die nachfolgende Individualisierung der Geometrie der Brillenfassung bestimmt und vermessen werden.
In einem weiteren Schritt 120 des Verfahrens 100 werden initiale Brillenfassungsdaten generiert oder erfasst (insbesondere entsprechend der Erfassung der Kopfmodelldaten), die ein mittels eines M mehrere Parameter RI , . . , RN aufweisenden Parametersatzes M = {RI , . . , RN} parametrisiertes Modell einer Brillenfassung repräsentieren. Das Modell der Brillenfassung kann insbesondere als ein Polygonmodell definiert sein. Beispiele dazu werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden. Die Parameter können dabei insbesondere die Lage bestimmter Punkte oder Linienverläufe (z.B. sogenannter Leitlinien) auf der Geometrie der Brillenfassung oder bestimmte Abmessungen, insbesondere solcher Leitlinien oder der Verbindungsstrecken zwischen bestimmten Punkten, repräsentieren. Beispielsweise können solche Parameter mittels ihrer Werte die Lage von für den Sitz oder die Ästhetik der Brillenfassung besonders ausgezeichneten Punkten, beispielsweise des sogenannten Nasenwurzelpunkts, an dem die Brille auf der Nase im Idealfall zentral aufsitzt, oder von Leitlinien, die den geometrischen Verlauf der obere Fassungskante über den Gläseröffnungen der Brillenfassung festlegen, je nach Parameterwert variabel definieren.
Typischerweise repräsentieren die im Schritt 120 bereitgestellten initialen Brillenfassungsdaten eine Ausgangsgeometrie 300 eines konkreten Brillenfassungstyps der bezüglich der Person, beziehungsweise des für sie im Schritt 110 bereitgestellten Kopfmodells im Sinne einer optimierten Geometrieanpassung individualisiert werden soll. Eine beispielhafte Ausgangsgeometrie 300 einer solchen Brillenfassung ist in Fig. 3 illustriert. Die Brillenfassung weist ein Frontteil 310 auf, in dem sich auch die Öffnungen zur Aufnahme von Brillengläsern befinden, sowie zwei Ohrenbügel 315 (von denen hier nur der „linke“ dargestellt ist und im Folgenden beschrieben wird. Für den anderen („rechten“ ) Ohrenbügel gilt jedoch sinngemäß das Gleiche). Der Ohrenbügel 315 weist ein, bezogen auf das Frontteil 310, proximales Ende auf, an dem er, typischerweise mittels eines Scharniers 330, an dem Frontteil 310 klappbar befestigt ist.
Der Ohrenbügel 315 kann auch bereits einen vorbestimmten initialen Bügelknick an einem Ort Bo entlang des Bügelverlaufs, insbesondere mit einem vorbestimmten initialen Bügelknickwinkel f0 in der Bildebene von Fig. 3(a) und ggf. einem weiteren initialen Bügelknickwinkel 0O in einer senkrecht zu dieser Bildebene stehenden Ebene (insbesondere zum Kopf hin gerichtet) aufweisen. Durch den Bügelknick werden entlang des Verlaufs des Ohrenbügels 315 ein erster Ohrenbügelabschnitt 320 der initialen Länge ao sowie ein zweiter Ohrenbügelabschnitt 325 der initialen Länge bo definiert. Die initiale Gesamtlänge Lo des Ohrenbügels 315 ist somit durch die Summe der Längen dieser beiden Abschnitte definiert, d.h. Lo= ao+ bo.
Auch auf dem Brillenfassungsmodell 300 können, ähnlich wie beim Kopfmodell 200, bestimmte Referenzpunkte definiert werden, insbesondere solche, die jeweils zu einem bestimmten Referenzpunkt am Kopfmodell korrespondieren. Beispielsweise kann an dem Brillenmodell ein Referenzpunkt an einem die beiden Glasfassungsbereich verbindenden Nasensteg definiert werden.
Wie in Fig. 3 (b) bis (d) anhand eines Ausschnitts eines der Ohrenbügel 315 (hier des „rechten“) illustriert, kann das Modell der Brillenfassung insbesondere als Polygonmodell sowie in verschiedenen Auflösungen definiert werden. Insbesondere ist es möglich, in verschiedenen Phasen des Verfahrens unterschiedlich feine Auflösungen zu verwenden. Beispielsweise könnte die Ausgangsgeometrie 300 der Brillenfassung, wie in Fig. 3 (b) illustriert, zunächst in einer relativ groben Auflösung erzeugt bzw. bereitgestellt werden, die nach oderim Rahmen der Anpassung der Geometrie verfeinert wird, wie in Fig. 3 (c) illustriert. Um aus den angepassten Geometriedaten aus Fig. 3(c) sodann Herstellungsdaten für eine Fertigung einer modellgemäßen, realen Brillenfassung bereitzustellen, kann die Auflösung nochmals angepasst, insbesondere verfeinert werden, wie in Fig. 3 (d) illustriert, um eine reale Brillenfassung mit möglichst glatter Oberfläche zu erhalten.
Nun wieder bezugnehmend auf Fig. 1A, folgt in den Verfahren ein weiterer Schritt 130, in dem das initiale Modell 300 der Brillenfassung bereits an das Modell 200 des Kopfes angepasst wird. Allerdings wird hier zunächst nur das Frontteil 310 bezüglich seiner Geometrie entsprechend angepasst, während die Geometrie der Ohrenbügel 315 zunächst noch unverändert bleibt bzw. gar nicht betrachtet wird. Das Anpassen 130 kann dabei insbesondere auf Basis der für das Kopfmodell 200 definierten Referenzpunkte und der dazu korrespondierenden Referenzpunkte auf dem Brillenfassungsmodell 300 erfolgen, insbesondere so, dass durch Anpassung der Geometrie des Frontteils 310 im Brillenfassungsmodell bestimmte zueinander korrespondierende Referenzpunkte beider Modelle in Deckung oder in ein anderes vorbestimmtes räumliches Verhältnis zueinander gebracht werden.
Im Brillenfassungsmodell wird diese Anpassung dadurch repräsentiert, dass die Werte von Parametern einer ersten Untermenge Mi des Parametersatzes M, die zur Definition der Geometrie des Frontteils des Brillenfassungsmodells vorgesehen sind, entsprechend der Anpassung neu festgelegt bzw. geändert werden. Solche Parameter können insbesondere die Lage von Leitlinien am Frontteil definieren, die Lage und Höhe des Nasenstegs, die Größe der Glasfassungen, eine Inklination der Ansätze für die Ohrenbügel usw.
Wenn alle Parameter der Untermenge Mi und somit die Geometrie des Frontteils vollständig festgelegt sind und im Weiteren (im Falle eine iterativen Durchführung des Verfahrens 100 oder von Teilen davon, insbesondere von Schritt 130, jedenfalls für die laufende Iteration) unverändert bleiben, folgt ein weiterer Schritt 140, bei dem entsprechend eine Anpassung der Parameter einer zweiten, zur ersten Untermenge disjunkten Untermenge M2 des Parametersatzes erfolgt, um die Geometrie der Ohrenbügel 315, insbesondere jeweils individuell, an das Kopfmodell 200 anzupassen. Eine mögliche Iteration im Rahmen des Verfahrens 100 kann insbesondere schleifenförmig unter Einschluss der Schritte 130 und 140 oder sogar unter Beschränkung auf diese vorgesehen sein.
Optional ist auch möglich, Metadaten MD, die insbesondere Teil des Kopfmodells sein können, für die im Schritt 140 vorzunehmende Anpassung des Parametersatzes zu nutzen. Solche Metadaten können insbesondere Informationen über die Person enthalten, die typischerweise mit der Kopfgeometrie, insbesondere mit bestimmten Abmessungen daran korrelieren. Beispielsweise können solche Informationen das Geschlecht, das Alter oder die Körpergröße, oder die regionale Herkunft oder Ethnie der Person betreffen. Der Schritt 140 wird im Weiteren unter Bezugnahme auf Fig. 1B noch im Detail erläutert werden. Nachfolgend kann optional ein Schritt 150 vorgesehen sein, in dem die aus der Anpassung in den Schritten 130 und 140 resultierenden modifizierten Geometriedaten, welche anhand der aktuellen Werte der Parameter des Parametersatzes M die durch die Anpassungen modifizierte Geometrie des Brillenfassungsmodells repräsentieren, transformiert werden, insbesondere zur Optimierung der Auflösung des Brillenfassungsmodells (vgl. Fig. 3 (b) bis (d)). Eine solche Transformation kann auch dazu dienen, der modifizierten Geometrie entsprechende Herstellungsdaten, insbesondere für eine additive Fertigung einer realen, dem angepassten Brillenfassungsmodell entsprechenden Brillenfassung zu liefern. Insbesondere kann für die Anpassung der Geometrie des Modells der Brillenfassung im Hinblick auf eine schnelle Ausführbarkeit, z. B. eine zumindest annähernde Echtzeitfähigkeit, eine geringere, d.h. gröbere, Auflösung mit einer damit einhergehenden geringeren Anzahl von im Rahmen der Anpassung des Polygonmodells zu verarbeitenden diskreten Elementen desselben gewählt werden als für die späteren Herstellungsdaten, wobei die T ransformation aus Schritt 150 diese Anpassung bezüglich der Auflösung bewerkstelligt.
Die daraus resultierenden modifizierten Brillenfassungsdaten können sodann in einem Schritt 160 bereitgestellt werden, beispielsweise als Datei oder Datenstrom. Die modifizierten Brillenfassungsdaten repräsentieren somit die durch die Anpassungen erhaltene modifizierte Geometrie des somit an das Kopfmodell 200 angepassten Brillenfassungsmodells.
Die modifizierten Brillenfassungsdaten können insbesondere dazu genutzt werden, unmittelbar oder nach ihrer Transformation in spezielle Herstellungsdaten (s.o.) als Basis für eine, insbesondere additive Fertigung (z.B. 3D-Druck) einer modellgemäßen realen Brillenfassung oder von Elementen eines Brillenfassungsbausatzes dafür (z.B. noch ohne die Brillenscharniere) zu dienen. Die modifizierten Brillenfassungsdaten bzw. Herstellungsdaten können insbesondere bereits Steuerungsdaten für eine Vorrichtung zur additiven Fertigung von Objekten (z.B. 3D-Drucker) sein.
In einer (nicht illustrierten) Variante des Verfahrens, kann der Schnitt 130 auch entfallen, sodass von einer gleichbleibenden Geometrie des Frontteils 310 ausgegangen wird und nur eine Anpassung der Ohrenbügel 315 erfolgt. Insbesondere ist es so auch möglich, modifizierte Geometriedaten nur für einen oder beide Ohrenbügel 315 zu generieren, was beispielsweise dazu genutzt werden kann, für eine nicht-individualisierte Standardbrillenfassung bzw. deren Frontteil nachträglich individualisierte Ohrenbügel bereitzustellen. Bezug nehmend auf Fig. 1B sowie auf die Figuren 4A und 4B soll nun der Anpassungsschritt 140 des Verfahrens 100 in größeren Detail erläutert werden, wobei zu bemerken ist, dass Figur 1B nur ein mögliches Ausführungsbeispiel für Schritt 140 darstellt, und auch andere Implementierungen möglich sind, die sich insbesondere bezüglich der Art, der Anzahl und Reihenfolge der Teilschritte sowie der dabei insgesamt bestimmten Parameter unterscheiden können.
In einem ersten Teilschritt 141 des Schritts 140 wird auf Basis der Kopfmodelldaten für jedes der beiden Ohren des Kopfmodells 200 ein jeweiliger Ohrwurzelpunkt A am Kopfmodell 200 bestimmt, an dem der bogenförmige Ohrmuschelrand des Ohres E am Kopf entspringt. Dies ist beispielhaft in Fig. 4A für einen „linken“ Ohrenbügel 415 illustriert, wo das Ohr E der besseren Übersichtlichkeit halber durch einen Finger F nach vorne geklappt ist. Im Weiteren wird nur auf diesen einen Ohrenbügel eingegangen, wobei jedoch für den zweiten Ohrenbügel dasselbe Vorgehen entsprechend anwendbar ist.
Der Ohrwurzelpunkt A kann insbesondere, wie in Fig. 2 illustriert und bereits vorausgehend genauer erläutert, unter Nutzung sowohl der aus einem 3D-Kopfscann erfassten dreidimensionalen Geometrie des Kopfes als auch unter Nutzung von Bildtextur gewonnen werden. Beispielsweise kann aufgrund der3D-Geometrie ein Punkt in einem Bereich am vorderen Ohransatz identifiziert werden, an dem der Verlauf des oberen Ohrmuschelrands beginnt. Durch Auswertung der Bildtextur mittels geeigneter Bildverarbeitungsalgorithmen kann sodann die exakte Lage des Punkts noch verfeinert werden bzw. innerhalb des Bereichs festgelegt werden. Wenn beispielsweise das Haar hinter der Ohrmuschel geführt wird, kann insbesondere die Bildtextur dahingehend ausgewertet werden, dass der Ohrwurzelpunkt A in einem nicht von Haar bedeckten Bereich des Ohres liegen muss. Stattdessen oder zusätzlich sind jedoch auch andere Kriterien möglich, beispielsweise solche, die auf einer vorhergehenden Bildfilterung der Bildtextur beruhen (vgl. Figur 2(d), schwarz/weiß Filterung mit Trennschwelle oder andere Hochpass- bzw. Tiefpassfilter, insbesondere für Pixelwerte oder Bildbereiche mit mehreren Pixeln).
Vom Ohrwurzelpunkt A ausgehend ist auch mittels einer gestrichelten Linie der Verlauf der Linie C eingezeichnet, an der die Ohrmuschel in ihrem oberen Bereich am Kopf entspringt. Dies ist vor allem insofern von Bedeutung, als ein korrekt angepasster Ohrenbügel 415 eines angepassten bzw. modifizierten Brillenfassungsmodells 400 mit seinem am Ort B des Ohrenbügelknicks entspringenden zweiten Abschnitt 425 - vom Frontteil 410 der Brillenfassung 400 aus gesehen - hinter dieser Linie verlaufen muss. Typischerweise ist es vorteilhaft, den Ohrenbügel so anzupassen, dass sein zweiter Ohrenbügelabschnitt 425 knapp hinter der Linie C verläuft, insbesondere knapp hinter deren oberen Teil, wie in Fig. 4A illustriert.
In einem weiteren Teilschritt 142 wird ein Längenversatz, insbesondere in Form eines Versatzsektors V entweder aus dem Kopfmodelldaten (insbesondere aus einer oder mehreren daraus bestimmten Abmessungen des Ohres E) oder auf Basis eines vordefinierten Werts bestimmt. Beispielsweise könnte der vordefinierte Wert auf 12 mm festgelegt sein, was einem Wert entspricht, der, wie sich verschiedenen Testreihen herausgestellt hat, für etliche Kopfgeometrien einen zu guten Anpassungsergebnissen führenden Wert für den Längenversatz liefert.
Nun kann in einem weiteren Teilschritt 143 ein optimierter Ort B des Ohrenbügelknicks ausgehend vom bestimmten Ohrwurzelpunkt A anhand des Versatzvektors V als B = A + V bestimmt werden.
Nachdem nun der Ort B des Ohrenbügelknicks festgelegt ist, kann in den Teilschritten 144 und 145 die weitere Geometrie des Ohrenbügels durch Festlegung entsprechender
Parameter der zweiten Untermenge M2 des Parametersatzes M bestimmt werden. Zu diesen Parametern können insbesondere die Länge a des ersten Bügelabschnitts 420, der zwischen seinem am Ort eines Scharniers am Frontteil 410 ansetzenden, von diesem aus gesehen proximalen Ende 430 und dem Ort B des Ohrenbügelknicks verläuft. Auch die Länge b des zweiten Bügelabschnitts 425, der zwischen dem Ort B des Ohrenbügelknicks und dem distalen Ende des Ohrenbügels 415 verläuft, kann als ein Parameter bestimmt werden.
Die Länge a des ersten Bügelabschnitts 420 kann dabei folglich insbesondere auch von der mittels der Parameter der ersten Untermenge Mi des Parametersatzes vorab definierten Geometrie des Frontteils 410 der Brillenfassung abhängig sein. Die Länge b des zweiten Bügelabschnitts 425 kann insbesondere entweder auf einen vorab definierten Wert oder auf einen aus der Kopfgeometrie, insbesondere aus einer oder mehreren Abmessungen, des Ohres E des Kopfmodells 200 abgeleiteten Wert festgelegt werden. Der genannte vorab definierte Wert liegt vorzugweise im Werteintervall [30 mm; 50 mm], insbesondere im Werteintervall [43 mm;47 mm]. Damit lassen sich regelmäßig für viele Kopfgeometrien gute Anpassungsergebnissen erreichen. Aus den bestimmten Werten für die Längen a und b der ersten und zweiten Bügelabschnitte 420 bzw. 425 lässt sich in einem weiteren Teilschritt 146 als möglicher weiterer Parameter der Untermenge M2 insbesondere die Gesamtlänge L des Ohrenbügels als L = a + b bestimmen. Unter Bezugnahme auf die Ausgangslänge Lo des Ohrenbügels gemäß seiner Ausgangsgeometrie 300 (vgl. Fig. 3 (a)) kann zusätzlich oder stattdessen auch die den gegenüber auftretende Längenänderung d = L- Lo als Parameter bestimmt werden.
Des Weiteren können in einem Teilschritt 147 für den Ohrenbügel 415 die Größe des Knickwinkels f, um den die beiden Ohrenbügelabschnitte 420 und 425 gegeneinander in einer ersten Ebene (y-z-Ebene in Fig. 4A, 4B) gekippt sind, und/oder ein zugehöriger Krümmungsradius R für den Verlauf des Ohrenbügels, insbesondere seiner unteren Kante, im Bereich des Ohrenbügelknicks als weitere Parameter der Untermenge M2 bestimmt werden. Wie in Fig. 4B illustriert, kann der Krümmungsradius insbesondere als Radius eines Kreises 440 verstanden werden, dessen Umfang im Umfeld des Orts B des Ohrenbügelknicks dem Verlauf des Ohrenbügels 415 folgt. Auch die Größe eines weiteren Knickwinkels Q in einer zweiten, zur ersten Ebene senkrecht stehenden Ebene (x-y-Ebene in Fig. 4A, 4B), der festlegt, wie sehr der zweiten Ohrenbügelabschnitt zum Kopf hin oder von diesem weg gekippt ist, kann bestimmt werden. Dazu ist es vorteilhaft, im Brillenfassungsmodell am Ort des Ohrenbügelknicks ein lokales Koordinatensystem zu definieren und zu verankern, in dem diese Winkel bestimmt werden können.
Der weitere in Fig. 1 B dargestellte Teilschritt 148 dient dazu, die Werte der Parameter der Untermenge M2 tatsächlich so anzupassen, dass M2 die vorausgehenden bestimmten Werte für die Definition der Geometrie der Ohrenbügel des modifizierten Brillenfassungsmodell 400 repräsentieren. Insbesondere können dadurch die Werte für einen oder mehrere, insbesondere sämtliche, der vorgenannten Parameter B, a, b, L, d, f, Q und R festgelegt werden. Selbstverständlich ist es insbesondere auch möglich, anstelle dieses zusammenfassenden Anpassungsteilschritts 148, die entsprechende Anpassung der genannten Parameter unmittelbar im Zusammenhang mit der Bestimmung der jeweiligen Parameterwerte dafür durchzuführen.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Erzeugen von
Geometriedaten
110-170 Schritte des Verfahrens 100
200 Modell des Kopfes bzw. Kopfmodell, repräsentiert durch Kopfmodelldaten
300 Brillenfassungsmodell mit Ausgangsgeometrie, repräsentiert durch initiale
Brillenfassungsdaten
310 Frontteil
315 Ohrenbügel
320 erster Ohrenbügelabschnitt
325 zweiter Ohrenbügelabschnitt
400 Brillenfassung, im Modell bzw. modellgemäße reale Brillenfassung
410 Frontteil
415 Ohrenbügel
420 erster Ohrenbügelabschnitt
425 zweiter Ohrenbügelabschnitt
430 proximales Ende des Ohrenbügels und zugleich seines ersten Ohrenbügelabschnitts
435 distales Ende des Ohrenbügels und zugleich seines zweiten
Ohrenbügelabschnitts
440 Kreis
A Ohrwurzelpunkt
B ggf. angepasster Ort des Ohrenbügelknicks
Bo Ort des Ohrenbügelknicks gemäß Ausgangsgeometrie
C Verlauf des Ansatzes der Ohrmuschel am Kopf in ihrem oberen Bereich
E Ohr
F Finger
MD Metadaten
R Radius des Kreises 440, zugleich Krümmungsradius
V Versatzvektor bzw. Längenversatz a ggf. angepasste Länge des ersten Ohrenbügelabschnitts b ggf. angepasste Länge des zweiten Ohrenbügelabschnitts
L ggf. angepasste Gesamtlänge des Ohrenbügels a0 Länge des ersten Ohrenbügelabschnitts gemäß Ausgangsgeometrie b0 Länge des zweiten Ohrenbügelabschnitts gemäß Ausgangsgeometrie
Lo Gesamtlänge des Ohrenbügels gemäß Ausgangsgeometrie f ggf. angepasster Knickwinkel des Ohrenbügelknicks in x-z-Ebene fo Knickwinkel des Ohrenbügelknicks in x-z-Ebene gemäß Ausgangsgeometrie
Q ggf. angepasster Knickwinkel des Ohrenbügelknicks in x-y-Ebene
X, Referenzpunkte am Kopfmodell
ÄXij Distanz zwischen zwei Referenzpunkten x, und Xj

Claims

ANSPRÜCHE
Verfahren (100) zum Erzeugen von Geometriedaten, die eine Geometrie einer für eine bestimmte Person individualisierten Brillenfassung (400) repräsentieren, wobei das Verfahren (100) aufweist:
Erfassen oder Generieren (110) von biometrischen Kopfmodelldaten, die ein virtuelles mehrdimensionales Modell des Kopfes (200) der Person für zumindest einen die beiden Ohren (E) der Person einschließenden Teilbereich des Kopfes repräsentieren;
Erfassen oder Generieren (120) von initialen Brillenfassungsdaten, die eine Ausgangsgeometrie (300) einer bestimmten Brillenfassung (400) anhand bestimmter Parameterwerte eines durch einen Parametersatz (M) mit mehreren Parametern parametrisierten, geometrischen Modells einer Brillenfassung (400) definieren;
Automatisiertes Anpassen (130, 140) der Ausgangsgeometrie (300) der Brillenfassung (400) an das Modell des Kopfes (200), wobei durch entsprechendes Ändern von zumindest einem Parameterwert des Parametersatzes (M) modifizierte Brillenfassungsdaten generiert werden, die eine an das Modell des Kopfes (200) angepasste Geometrie der Brillenfassung (400) repräsentieren; und
Bereitstellen (160) der modifizierten Brillenfassungsdaten als Geometriedaten einer für die Person individualisierten Brillenfassung (400); wobei das Anpassen (130, 140) der Ausgangsgeometrie (300) der Brillenfassung (400) aufweist: Festlegen (143,... ,148) zumindest eines Parameterwerts des Parametersatzes in Abhängigkeit von einer aus den Kopfmodelldaten bestimmten Lage eines Ohrwurzelpunkts (A) des einem Ohrenbügel (415) der Brillenfassung (400) zugeordneten Ohres (E) am Kopf und von einem auf den Ohrwurzelpunkt (A) bezogenen definierten Längenversatz (V), wodurch für den Ohrenbügel (415) der Ort eines Ohrenbügelknicks (B) entlang des Verlaufs des Ohrenbügels (415) im Modell der Brillenfassung (400) bestimmt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Anpassen (130, 140) der Ausgangsgeometrie (300) der Brillenfassung (400) an das Modell des Kopfes (200) aufweist:
Festlegen (130) des bzw. der jeweiligen Parameterwerte für eine erste Untermenge (Mi) der Parameter des Parametersatzes, welche im Modell der Brillenfassung (400) eine Geometrie eines Frontteils (310, 410) der Brillenfassung (400) definieren; und Nachfolgendes Festlegen (140) des bzw. der jeweiligen Werte für eine zweite zur ersten Untermenge (Mi) disjunkten Untermenge (M2) der Parameter des Parametersatzes (M) unter Beibehaltung der bereits zuvor festgelegten Parameterwerte des bzw. der Parameter der ersten Untermenge (Mi), wobei die Parameter der zweiten Untermenge (M2) im Modell der Brillenfassung (400) eine jeweilige Geometrie zumindest eines Ohrenbügels (415) der Brillenfassung (400) definieren.
Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Parametrisierung des Modells der Brillenfassung (400) so gewählt ist oder wird (144,... ,146), dass durch die Parametrisierung für zumindest einen Ohrenbügel (415) im Modell der Brillenfassung (400) eine Gesamtlänge (L) des Ohrenbügels (415) oder eine jeweilige Länge (a, b) zumindest eines sich von einem Ort des Ohrenbügelknicks (B)eines gemäß dem Modell der Brillenfassung (400) in dem Ohrenbügel (415) vorgesehenen Ohrenbügelknicks (B) aus erstreckenden Ohrenbügelabschnitts (320; 325; 420; 425) des Ohrenbügels (415) definiert wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei im Modell der Brillenfassung (400) ein erster Ohrenbügelabschnitt (320, 420) so definiert ist oder wird, dass er sich von dem Ort des Ohrenbügelknicks (B) aus in Richtung zu dem von dem Frontteil (310, 410) aus gesehen proximalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels (415) erstreckt.
Verfahren (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei im Modell der Brillenfassung (400) ein zweiter Ohrenbügelabschnitt (325, 425) so definiert ist oder wird, dass er sich von dem Ort des Ohrenbügelknicks (B)aus in Richtung zu dem von dem Frontteil (310, 410) des Modells der Brillenfassung (400) aus gesehen distalen Ohrenbügelende (435) des Ohrenbügels (415) erstreckt.
Verfahren (100) nach Anspruch 5, wobei: sich für zumindest einen Ohrenbügel (415) des Modells der Brillenfassung (400) der zweite Ohrenbügelabschnitt (325, 425) von dem Ort des Ohrenbügelknicks (B) aus bis zu dem distalen Ohrenbügelende (435) hin erstreckt; und die durch den jeweiligen Parameterwert zumindest eines Parameters definierte Länge (b) des zweiten Ohrenbügelabschnitts (325, 425) bestimmt wird in Abhängigkeit von: zumindest einer aus dem Modell des Kopfes (200) gewonnenen Abmessung des bezüglich der Kopfseite zu dem Ohrenbügel (415) korrespondierenden Ohres (E) der Person oder der Lage des Ohres (E) am Kopf, oder von der Person zugeordneten Metadaten (MD), die zumindest eine regelmäßig mit einer Abmessung ihrer Ohren (E) korrelierte, körperliche Eigenschaft der Person repräsentieren.
Verfahren (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei durch zumindest einen der festgelegten Werte der Parameter für zumindest einen Ohrenbügel (415) des Modells der Brillenfassung (400) die Länge (b) seines zweiten Ohrenbügelabschnitts (325, 425) zwischen dem Ort des Ohrenbügelknicks (B) und dem distalen Ohrenbügelende (435) so festgelegt wird, dass diese Länge (b) im Werteintervall [30 mm; 50 mm], bevorzugt im Werteintervall [43 mm; 47 mm], liegt.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Wert eines die jeweilige Gesamtlänge (L) des zumindest einen Ohrenbügels (415) im Modell der Brillenfassung (400) festlegenden Parameters in Abhängigkeit von einer Summe der Längen (a, b) des ersten Ohrenbügelabschnitts (320, 420) und des zweiten Ohrenbügelabschnitts (325, 425) bestimmt wird; wobei sich der erste Ohrenbügelabschnitt (320, 420) zwischen dem Ort des Ohrenbügelknicks (B) und dem proximalen Ohrenbügelende des Ohrenbügels (415) erstreckt und sich der zweite Ohrenbügelabschnitt (325, 425) zwischen dem Ort des Ohrenbügelknicks (B) und dem distalen Ohrenbügelende (435) des Ohrenbügels (415) erstreckt.
Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Lage des Ohrwurzelpunkts (A) oder der Längenversatz (V) bestimmt werden in Abhängigkeit von: zumindest einer aus dem Modell des Kopfes (200) gewonnenen Abmessung des bezüglich der Kopfseite zu dem Ohrenbügel (415)korrespondierenden Ohres (E) der Person, oder von der Person zugeordneten Metadaten (MD), die zumindest eine regelmäßig mit einer Abmessung ihrer Ohren korrelierte, körperliche Eigenschaft der Person repräsentieren.
Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei der Längenversatz (V) so festgelegt wird, dass seine Länge im Werteintervall [11 mm; 14mm], bevorzugt im Werteintervall [12mm; 13mm], liegt.
11. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Parameterwert für zumindest einen der Parameter, der eine Eigenschaft für zumindest einen Ohrenbügel (415)des Modells definiert, anhand eines lokalen Koordinatensystems festgelegt wird, dessen Ursprung am Ort des Ohrenbügelknicks (B) an dem Ohrenbügel (415)verortet wird.
12. Verfahren (100) nach Anspruch 11, wobei zumindest einer der Parameter so gewählt ist oder wird, dass er anhand seines Parameterwerts einen Knickwinkel ( f ) oder einen Krümmungsradius (R) des Ohrenbügels (415), jeweils am Ort des Ohrenbügelknicks (B), als Eigenschaft definiert. 13. Verfahren (100) nach Anspruch 12, wobei zumindest zwei der Parameter so gewählt sind oder werden, dass durch diese Parameter insgesamt anhand ihrer Parameterwerte in zwei zueinander gewinkelt stehenden Ebenen jeweils ein Knickwinkel ( f ) oder ein Krümmungsradius (R) des Ohrenbügels (415), jeweils am Ort des Ohrenbügelknicks (B), als Eigenschaft definiert wird. 14. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das
Erfassen oder Generieren von Kopfmodelldaten aufweist:
Segmentieren des Modells des Kopfes in zwei oder mehr Kopfoberflächensegmente, wobei zumindest jedes durch das Modell des Kopfes (200) repräsentierte Ohr (E) der Person ein zugeordnetes Segment der Segmentierung so definiert, dass das jeweilige Ohr (E) durch sein zugeordnetes
Segment repräsentiert wird;
Bestimmen von Referenzpunkten auf oder an dem Modell des Kopfes (200), wobei für jedes der jeweils einem Ohr (E) zugeordneten Segmente eine Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzpunkten auf bzw. an dem Ohr (E) definiert werden; und
Zumindest anteiliges Vermessen des Modells des Kopfes unter Verwendung von zumindest zwei der Referenzpunkte (xi) als Positionsmarkierungen deren Abstand voneinander bestimmt wird.
15. Verfahren (100) nach Anspruch 14, wobei zumindest einer der Referenzpunkte (xi) in Abhängigkeit von einer oder mehreren im Modell des Kopfes (200) jeweils einem Flächenabschnitt auf der Oberfläche des Kopfes zugeordneten Bildtexturen bestimmt wird.
16. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei im Rahmen des Verfahrens (100) die Parameter des Parametersatzes so festgelegt sind oder werden, dass sie insgesamt die jeweilige Form zweier verschiedener Ohrenbügel, davon je einen je Ohr (E) des Kopfes der Person bzw. des Modells des Kopfes, im Modell der Brillenfassung (400) definieren.
17. Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, des Weiteren aufweisend:
Ausgeben von in Abhängigkeit von den modifizierten Brillenfassungsdaten bestimmten Herstellungsdaten für eine additive Fertigung einer zu dem angepassten Modell der Brillenfassung (400) korrespondierenden realen
Brillenfassung oder eines realen Brillenfassungsbausatzes für eine solche reale Brillenfassung.
18. Brillenfassung (400) oder Brillenfassungsbausatz, erhältlich durch zumindest anteilige additive Fertigung der Brillenfassung (400) bzw. des Brillenfassungsbausatzes in Abhängigkeit von nach dem Verfahren (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche erzeugten modifizierten Brillenfassungsdaten, wobei diese eine durch die additive Fertigung herzustellende Geometrie der Brillenfassung (400) bzw. zumindest eines Ohrenbügelelements des Brillenfassungsbausatzes zumindest anteilig definieren.
19. Brillenfassung (400) oder Brillenfassungsbausatz nach Anspruch 18, wobei zumindest einer der Ohrenbügel (415) der Brillenfassung (400) bzw. des
Brillenfassungsbausatzes mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt ist und in Folge seiner additiven Fertigung einen Ohrenbügelknick in zumindest einer Ebene aufweist.
20. Brillenfassung (400) oder Brillenfassungsbausatz nach Anspruch 18 oder 19, wobei zumindest einer der Ohrenbügel (415)der Brillenfassung (400) bzw. des Brillenfassungsbausatzes mittels eines additiven Fertigungsverfahrens aus metallfreiem Material hergestellt ist. 21. Brillenfassung (400) oder Brillenfassungsbausatz nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Brillenfassung (400) bzw. der Brillenfassungsbausatzes zwei Ohrenbügel (415)aufweist, die sich als unmittelbares Ergebnis der additiven Fertigung in zumindest einem der folgenden Parameter unterscheiden: Gesamtlänge (L) des Ohrenbügels (415), Orteines Ohrenbügelknicks (B) entlang des Verlaufs des Ohrenbügels (415), Knickwinkel ( f ) oder Krümmungsradius (R) des Ohrenbügels (415) am Ort des Ohrenbügelknicks (B); Winkel des Ohrenbügelaufgangs. 22. Computerprogramm oder computerlesbares Speichermedium, aufweisend
Befehle, die bei ihrer Ausführung auf einem Computer oder einem verteilten Computersystem diesen bzw. dieses veranlassen, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.
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