WO2017149180A1 - Procedimiento de pedido de gafas y procedimientos de fabricación y suministro y dispositivo correspondientes - Google Patents

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WO2017149180A1
WO2017149180A1 PCT/ES2017/070110 ES2017070110W WO2017149180A1 WO 2017149180 A1 WO2017149180 A1 WO 2017149180A1 ES 2017070110 W ES2017070110 W ES 2017070110W WO 2017149180 A1 WO2017149180 A1 WO 2017149180A1
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WO
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user
lenses
frames
frame
viable
Prior art date
Application number
PCT/ES2017/070110
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English (en)
French (fr)
Inventor
Antonia GIMÉNEZ CAROL
Carmen Prieto Pin
Juan Carlos DÜRSTELER LÓPEZ
Alfonso Egio Artal
Original Assignee
Indo Optical S.L.
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 Indo Optical S.L. filed Critical Indo Optical S.L.
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/06—Buying, selling or leasing transactions
    • G06Q30/0601—Electronic shopping [e-shopping]
    • G06Q30/0641—Shopping interfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C13/00—Assembling; Repairing; Cleaning
    • G02C13/003—Measuring during assembly or fitting of spectacles

Definitions

  • the invention relates to a method of ordering glasses, where the glasses comprise a frame and lenses.
  • the invention also relates to methods of manufacturing glasses, frames and lenses, as well as a method of supplying glasses.
  • the invention also relates to a data processing device, a computer program product and a means readable by a computer.
  • the process of choosing glasses has not changed substantially in the last 70 years.
  • the optometrist performs a refractive examination of the patient to determine the characteristics of the corrective lenses.
  • the patient should choose a mount.
  • the characteristics of the corrective lenses determined by the previous process may limit some models of frames (typically when the corrective lenses have high optical power, or in the case of progressive lenses, etc ). This limitation may be cause for frustration of the purchase in these cases.
  • the optician to have to adapt the mount according to the characteristics of the user to modify, for example, the width of the platelets of the nasal support, the final curvature of the rods or change the inclination of the pantoscopic angle (angle formed by the lenses with the vertical plane).
  • This process is complex, inaccurate and limited.
  • the material tends to recover, at least in part, the initial shape so that the modification of the shape of the mount made by the optician eventually disappears.
  • the next step is to take the measurements for the mounting of the lenses, that is, the position in which the center or reference point for the mounting of the lenses is placed for each of the hoops on the front of the chosen frame.
  • These coordinates are determined by the relative position of the pupils with respect to the front hoop that houses each lens. It is possible to say that the precision with which these coordinates are determined will determine the success or failure of the adjustment or visual comfort (depending on the power of the lenses and the degree of tolerance of the patient). Typically, an error not exceeding +/- 0.5 mm is tolerated.
  • there are instruments for automatic or semi-automatic determination of pupillary reflexes based on taking pictures of the user's face and profile with the glasses on and determining pupillary coordinates with respect to the hoops.
  • the optician should advise the most appropriate type of corrective lens based on the refractive examination data, the frame data and the lens mounting coordinates.
  • the choice of the type of lens is made from the type of activity planned, user characteristics, performance of the lens and mount in which they will be housed, as well as its price.
  • the choice of treatments and lens colorations is also part of this process.
  • EP 1 .063.600 describes a virtual frame test system.
  • EP 1,892,660, EP 2,076,814 and WO 2014/060120 describe methods and systems for ordering glasses.
  • WO 2015/101737 and EP 2,746,838 describe ways of parameterizing frames to adapt them to the head of a user.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks. This purpose is achieved through a procedure for ordering glasses of the type indicated at the beginning, characterized in that it comprises the steps of:
  • - obtaining user data which includes obtaining morphological data from the user's head, - determining the optimal position of the lenses with respect to the user's face, - determination of the viable frames between the frames of a frame database (preferably by virtual placement of the frame so that it respects the optimal position of the lens), and discard of the non-viable frames, - calculation of at least viable lenses for each of the viable frames (preferably from the positioning data of the lenses in each of the viable frames, the prescription, the geometry of the rings and the catalog of available lenses) and, in if you cannot obtain any viable lenses for a particular frame, discard the frame from among the viable frames,
  • one of the problems that arise when a user wishes to buy new glasses is that, during the selection of frames, choose a frame that is not satisfactory for the user. This is an inconvenience even if it is detected in time that the result will not be satisfactory (that is, before the lenses have been manufactured), since the user has already made a selection and is forced to discard the selected frame, with the consequent frustration, to restart the selection process between the mounts that previously had already discarded.
  • a previous selection is made and frames that will not give a satisfactory result are automatically discarded, and only those frames that are certainly viable are shown. In this way, the user can freely choose between the mounts that are shown to him and there is no risk that, once chosen one, he will be told that the chosen mount is not viable.
  • obtaining morphological data from the user's head comprises obtaining data on the width of the face, the nasal surface, the position of the ears and the position of the pupils in a three-dimensional space, which is preferably done by obtaining of stereoscopic images of the user's head.
  • obtaining morphological data from the user's head includes simultaneous imaging (in general, it should be understood in the present description that "simultaneous” refers to images taken in an interval of less than 1 second, preferably less than 500 milliseconds and very preferably less than 300 milliseconds) in the visible spectrum and in the infrared spectrum, where infrared spectrum images are used to determine the position of the pupils.
  • the morphological data of the user's head is obtained without the user wearing any glasses or frames, since, in fact, they would make it difficult to take the morphological data.
  • the images of the head will serve to generate a three-dimensional image of the user's head on which the three-dimensional image of the frames (in fact, of the glasses, that is, the frames and corresponding lenses) selected will be mounted by the user If the morphological data collection were done with some frames mounted, they should be "eliminated” during the subsequent processing of the images with the complexity that this entails.
  • an improvement of the method of the invention consists in including the positioning of a reference device on the user's ears during obtaining the morphological data of the user's head. Indeed, the upper end of the ears is a particularly relevant dimension that is difficult to obtain from some images among other things because the hair usually covers it, at least partially. The inclusion of a reference device improves the accuracy in determining this point.
  • the lenses are designed to be in a certain position with respect to the user's eyes. This position is the optimal position and is usually predefined. If the lens is not in the optimal position, the user's vision quality may be impaired, particularly in the case of prescription lenses.
  • the lens design is optimized taking into account its real position with respect to the eye for a particular frame.
  • the strategy employed is different: it is forced that the lenses are in their optimal position and those frames that allow the lenses to be in their optimal position are selected.
  • the optimal position when, in the present description and claims reference is made to “the optimal position”, reference is really made to a range of position values sufficiently close to the theoretical optimum position so that the user does not perceive a loss of vision quality Therefore, the "optimal position” will really be a range of positions that can vary depending on the mount, the prescription, or other parameters, but which, in any case, will be predefined so that, in the determination stage of viable mounts, the system knows how to discern between mounts that fall within the allowable range and those that fall outside.
  • the lenses are positioned at a predetermined distance from the eye, the axis of vision of the eye is matched with the axis of the corresponding lens or the point of reference for the corresponding assembly (that is, the point of the lens that, by design, must be placed on the pupil so that the axis that joins the pupil and the assembly reference point coincides with the axis of vision) and / or the lenses are positioned with a preset pantoscopic angle.
  • the system includes a mount database.
  • the database includes data in 3 dimensions of the frames. In some cases, frame manufacturers already provide this information. Otherwise, the physical frames are digitized by any suitable means available.
  • the procedure analyzes whether the frames included in the database are suitable for the user, that is, if once mounted on the user's head the lenses remain in their optimal position (that is, within the allowable ranges).
  • the frames are classified into two groups: viable frames (those that, mounted on the user's head, position the lenses in the optimal position) and non-viable frames.
  • the system also contemplates the possibility of choosing between a plurality of lenses.
  • the selection criteria may be diverse, such as the color of the lens, the material of the lens, etc. It is possible that a certain frame properly positions the lenses with respect to the user's head but, nevertheless, the manufacture of the lenses is not possible, for example, because they do not have sufficient diameter or because they have a minimum thickness at some point in the Lens smaller than a preset minimum value or due to an excessively large difference in curvature with respect to the curvature of the front of the frame, which may cause problems in the attachment of the lens to the front of the frame.
  • a lens is not possible may not only depend on the frame and user data (the morphological of its head and / or those derived from the prescription it needs) but also on the type of lens chosen (in particular the material, which has an important influence on the index of refraction and, therefore, on the thickness (and weight) of the lens). It is interesting to discard those frames for which there is no viable lens, and consider as viable frames those for which there is at least one viable lens (although there may be some other lens that is not viable). That is, a frame will be considered viable if there is at least one viable lens among the set of existing lenses.
  • the procedure includes the step of calculating at least viable lenses for each of the viable frames and, in the case of not being able to obtain any viable lenses for a particular frame, the frame between the viable frames is discarded. .
  • the calculation of viable lenses is no longer done for frames discarded in the previous stage, which reduces the processing time of the system.
  • the group of viable frames after the two previous stages includes those frames for which there is at least one optimal solution (by positioning the lenses and by their dimensions).
  • a lens is preferably considered to be a viable lens if [a] the diameter of the lens is not greater than a maximum preset value, [b] the thickness of the lens is not less than a preset value at some point thereof (usually in the center of it in the case of negative monofocal lenses) and / or [c] if the thickness of the lens does not exceed a preset value at some point of the lens (usually in the center of the lens in lenses positive and on the perimeter of the lens in negative lenses, caused either by the prescription of the user, by the excessive difference in curvature between the front of the frame and the lens or both simultaneously).
  • the high thickness may imply a technical problem of viability of manufacturing the lens (for example, due to lack of material), but it may also simply involve an aesthetic problem (a perimeter of the lens with an unsightly high thickness).
  • both cases can be considered. What It is important that there are preset limit values (defined with whatever criteria) so that the system can decide whether or not the lenses meet the preset limit.
  • thicknesses smaller than a preset limit value it is possible that a lens can be manufactured with a very low thickness, but the result will be a very fragile lens that will break too easily.
  • the minimum preset thicknesses may be due to technical causes (existence of material) but also for other "practical” reasons such as preventing the resulting lenses from being excessively fragile.
  • the system can already generate a database of viable glasses, formed by those viable frames for which there are at least a few viable lenses.
  • This database is the one that is shown to the user, so you have the assurance that the user can freely choose any mount with the assurance that he will not have to change the mount for reasons "outside his will".
  • the specific form of selection can be any of those already existing in the state of the art.
  • the user can select one or more of the frames shown, and the system generates a 3-dimensional virtual image of its head with the frames mounted in its position of use.
  • this position of use is such that the lenses are in the optimal position, which has been previously defined.
  • the frames already include some of the viable lenses, so that the user already makes a first impression of how the glasses will fit.
  • the user can select elements, from various alternatives, that modify the chosen frame, in particular the color of the front part, the color of the rods, the shape of the rods, the inclusion of ornamental elements in the rods, etc. .
  • the user cannot modify the frame of the frame, that is, he cannot modify the perimeter of the lenses, since this negatively affects the style of the lens.
  • the user can also choose between various colors and / or lens materials. In each case, the system shows the glasses with the selections entered.
  • the process according to the invention is suitable for all types of glasses, both for non-prescription glasses, for example conventional sunglasses, and for prescription glasses.
  • prescription glasses since, in this case, the correct positioning of the frame is more important, and the effect of the prescription on the lenses can be very relevant, so that perhaps it is It is necessary to discard a mount due to the prescription required by the user.
  • the prescription data of the user is also obtained in the stage of obtaining user data and that the calculation stage of at least viable lenses is carried out taking into account the user's prescription data.
  • all or part of the user data may be stored in a system memory, since they may have been previously acquired (for example, on the occasion of a previous purchase), in which case this first stage will be limited to access stored data and, if necessary, complete or partially replace it with new data.
  • the step of determining the viable frames includes the customization of parameterized frames included in said frame database, where the customization includes the assignment of specific values to parameters present in the parameterized frames, where the shape and / or dimension of The parameterized frames depend on the values assigned to the parameters, and where the specific values assigned are such that they generate a shape of the parameterized frame that positions the lenses in pre-established ranges of their optimal position.
  • the process according to the invention is particularly interesting when the saddle base mounts are not "conventional" mounts (that is, with a fixed geometry) but are parameterized mounts, that is, mounts whose final geometry depends of the values concrete that are assigned to parameters included in the definition of the mount.
  • the system can modify the parameter values.
  • a mount is viable or not. If there is a combination of concrete values of the parameters that make the mount viable, the system will include this mount, with these specific values of the parameters, in the group of viable frames.
  • an accurate calculation of the parameter values allows the lenses to be positioned as close as possible to the theoretical optimum position.
  • the mount database can include both "conventional" frames and parameterized frames.
  • the system will limit itself to determining if they are viable while in the second case it will calculate various combinations of parameter values to determine if there is a combination that makes the mount viable and, if so, which combination approaches the position of the lenses to the theoretical optimal position.
  • the parametrized frames thus allow greater freedom of choice, since the amount of non-viable frames is reduced, and the quality of the final result is improved, since the viable frames are optimized so that [a] the position of the lenses is as close as possible to the theoretical optimal position and [b] the custom mount (that is, the mount with the parameter values adjusted to the specific user) is correctly adjusted to the specific user.
  • the parameters (and the ranges of values they can take) are defined in such a way that the frame does not lose its original aesthetic.
  • the parameters (and the ranges of the values they can take) must be defined for each design, since in each case they can be different parameters.
  • a parameter may be the diameter of the ring. Indeed, changing the diameter value (within reasonable ranges) does not change the aesthetics of the lens.
  • the angles of the vertices must be maintained but the lengths of sides can be modified (proportionally the larger sides of the sides minor or even in a non-proportional way, as long as the aesthetic appreciation is not substantially modified).
  • the concrete values imply that the dimensions of the frame affected by the specific values in question coincide with the corresponding dimensions of the user's head. That is, the concrete values make the mount dimension exactly match the corresponding dimension of the user's head.
  • the stage of customization of parametrized frames is carried out by means of mesh deformation methods.
  • a three-dimensional object can be represented from style surfaces that enclose a certain volume or also m by means of a cloud of points that are contained in the volume that delimits the three-dimensional object.
  • Parametric modification of a 3D model can therefore be done on style surfaces or on the point cloud.
  • the surfaces have to meet certain conditions of continuity and derivability. This complicates the parameterization and, in some cases, at points where multiple constraints converge, the transformations cannot always be fulfilled.
  • the mesh deformation technique operates directly on the point cloud so that the above problem is avoided. This is so since techniques have been developed to avoid overlaps that make it very robust and make it particularly suitable for parametric deformation through multiple degrees of freedom.
  • the deformation strategies can be of two types, interpolation or physical analogy. In the first case, an interpolation function is used to transfer displacements, while in the case of the physical analogy, the mesh deformation is described according to a physical process that can be modeled using numerical methods.
  • the customization stage includes a stage of incorporation of at least one identifying marking in the parameterized frames.
  • the procedure allows the generation of custom frames, so that these frames can be customized not only from an "optical suitability" point of view but also other custom elements can be included.
  • these identifying labels may identify the user (for example, including name, initials , or any other sign that the user desires), the order or manufacturing reference (for example, by a n and reference arranged in a place not visible during normal use of the glasses), the model of the frame, the mark of the frame, some identifying element of the distributor (for example, the brand of the optician who sells the glasses), etc.
  • This identifying marking can comprise any element that can be reproduced later during the manufacturing process (reliefs, bas-reliefs or simply by different colors without affecting the geometry of the frame, and preferably comprises alphanumeric characters, drawings, patterns or logos.
  • the method according to the invention is implemented in a computer, and preferably in a distributed computer system.
  • a plurality of "work centers" that frequently do not belong to the same company participate in the manufacturing and distribution of glasses.
  • the user can go to an optician, with which the user data collection process will take place. All computer processing can take place in a computer owned by the optician or it can take place in a distributed way in which various computers, interconnected with each other but perhaps of different owners, perform the calculation together.
  • the manufacture of the frame and the manufacture of the lenses can be carried out by different companies.
  • the bevelling of the lenses and the mounting of the lenses on the frame can be done by the optician or by a third party.
  • the process according to the invention takes place.
  • the basic concept of the invention is a procedure that is preferably implemented in a computer, so that the figure of the developer of the computer program also appears since, once developed, it can be sold to any third party which would enable it to perform the procedure according to the invention, or even the developer of the computer program (or a third party that has purchased it) can make it available for use (for example via the internet) by, for example, paying a connection fee .
  • a preferred embodiment of the invention involves the use of parameterized frames, which involves the work of the designers of the frames, which can also be independent of the remaining "actors". Therefore, the present invention also relates to: A - a method of manufacturing glasses, characterized in that it comprises a method of ordering glasses according to the invention, and a manufacturing and assembly step of the selected frame and lenses by the user
  • B - a frame manufacturing process, characterized in that it comprises a spectacle ordering procedure according to the invention, and a stage of manufacturing the frame selected by the user.
  • C - a method of manufacturing lenses, characterized in that it comprises a method of ordering glasses according to the invention, and a step of manufacturing the lenses selected by the user.
  • D - a method of providing glasses, characterized in that it comprises a method of manufacturing glasses according to the invention, and a stage of supplying the frame and the lenses manufactured and assembled.
  • E - a procedure for generating data from a parameterized mount, characterized in that it comprises the following steps: a - creation of a new design of a mount, or import of 3D data from a pre-existing mount (for example from a physical mount (by scanning or digitizing it) or from the planes of the same), with a design that characterizes it, b - determination of the characteristics that identify the design of the mount, including:
  • the data processing device comprises a plurality of imaging means in the visible spectrum and in the infrared spectrum, suitable for taking pictures of the user's head and the user's pupils, respectively, and also comprises means of synchronization of the imaging media, suitable for synchronizing the imaging of the imaging media.
  • the data processing device also includes reference devices suitable for being positioned on the user's ears and suitable for referencing the point of contact between the frame and the user's ears.
  • G - a computer program product comprising sequences of instructions accessible to a processor which, when executed by the processor, cause the processor to execute a method according to the invention.
  • H - a means readable by a computer with a sequence of instructions of the computer program product according to the invention.
  • Fig. 1 relationship between nasal width and interparietal distance measurements for a set of 459 adult users.
  • Fig. 2 graphic example of dimensional variability in nasal width in relation to parietal width.
  • Fig. 3 example of modification of the same mount - central model - in bridge width and frontal width according to parameters of nasal width and parietal width of the example shown in Fig. 2.
  • Figs. 4, 5 and 6 orientation of the 3D head file in natural position with the cut according to the horizontal plane at the height of the pupils (Fig. 4), identification of the user's reference points (Fig. 5) and view of the pupil-parietal point cut (Fig. 6).
  • Fig. 7 distance from the front of the mount (AF), taken between the pivot axes of the hinges or union with the rods, and bridge width (AP) taken from the nasal support platelets at pupil height .
  • Fig. 8 distance between rods (DV) at the height of the contact with rod support in ear, and rod length (LV) taken as the distance between the contact point with rod support in ear and the previous point of the bridge .
  • Figs. 1 1 and 12 mount parameters equivalent to facial dimensions.
  • Fig. 13 example of the use position of a lens.
  • Figs. 15 and 16 differences between pantoscopic angles for different users.
  • Fig. 17 imaging means according to the invention.
  • Dimensional or parametric customization allows the dimensions of the frame to be adapted to the user's morphological characteristics based on parameters related to certain facial dimensions. To do this, a three-dimensional model of each frame is previously constructed and the outline of the rings that determine the shape and dimensions of the lenses is obtained.
  • Dimensional customization of frames can be done in various ways, for example: a) By isometric modification or scale change of the entire frame. It is the same concept of "sizes" in clothes applied to the frames (eg a family of frames can be designed with three lens measures but the rod and the bridge are fixed). This option provides a simple first level of customization, but the change of scale does not allow, for example, the creation of a large front with a narrow bridge for someone who has a wide head and a narrow nose. b) Through a free dimensional change of all the parts of the frame, where they are modified independently according to the dimensional needs presented by the user. This option offers a perfect fit but has a major drawback: the design features can be disfigured and in this case the original model is no longer recognizable. c) Through a parametric dimensional change with restrictions to preserve the identity of the design. This alternative allows to obtain resized adequate to the characteristics of the user, without giving up the characteristics of the model, which makes it particularly interesting.
  • a preferred embodiment of the invention uses a frame customization algorithm that relates the dimensions of the mount to the morphological characteristics of the user according to the method of parametric dimensional change with restrictions, but which also takes into account optometric criteria, such as for example , the naso-pupillary distances and the mounting heights of the lenses in the frame for the calculation of the parametric modification, as well as the intended use position of the frame.
  • the invention is also applicable to partially customized or semi-customized systems such as adaptation and manufacturing of rods with conventional front or vice versa.
  • a parametric 3D model of the frame is constructed, for each of the frames in the customizable frame catalog. For this, it is advantageous to follow the following sequence: I. Creation of a new frame design for glasses, or import of data
  • 3D of a pre-existing model for example, from scanning a mount with a scanner or any scanning method.
  • the construction of the three-dimensional model as a cloud of points joined by meshes, is a particularly suitable technique (although not the only one) for the realization of the deformations and parametric changes that the procedure applies.
  • V Construction of a parametric three-dimensional model of the frame that retains these original design characteristics and that can be modified according to a set of degrees of freedom defined by parameters, which may have a continuous or discrete variation, between a range defined by a limit lower and / or an upper limit.
  • Custom catalog database of frames (v glasses) and its components:
  • Mounts The above operations can be applied to a set of different mount models that constitute the catalog (for example male / female / unisex models, sports models, etc.) and that forms the database of customizable mounts.
  • Each model will have its particular limits in the range of variation of the personalization parameters and therefore, there may be models that have an "adaptability" greater than others.
  • the criteria that delimit the ranges of variation of the parameters are basically aesthetic, geometric or due to manufacturing limitations.
  • Lenses In relation to the lenses, there is also a catalog (or database) of lenses available. Preferably, it is determined what materials (refractive indexes) the catalog contains, what geometric designs are offered (monofocal, multifocal, progressive, etc.), what treatments (anti-reflective, mirrors, etc.) it includes and / or what colors can be offered. For each of these combinations, a range of potential supply (typically in 0.25 diopter intervals), diameter, etc. will be available. Process to be followed for the realization of a custom glasses according to the dimensional needs of a user:
  • This information contains in particular a file in 3D format of the frame, as well as information on the decorations of the model, materials, finishes, colors, etc. It may also contain information related to user or order identification codes.
  • This information contains the data of the prescription, material and refractive index, as well as the information of the filters, color treatments, etc. That the lenses will have. It may also contain information related to codes, brands (type of letters, size and orientation), identifiers, logos, etc.
  • Fig. 1 shows the distribution of measures of nose width, the distribution of head width measurements (interparietal distance), and the relationship between the two for a set of 459 adult users. It can be seen that there is no clear correlation, as there are cases of wide nose with small parietal distance and also in the opposite direction.
  • Example 1 Customization of glasses according to the intended use position and adjustment algorithm based on points of the pupil-ear cutting plane a) Starting data.
  • a 3D dot mesh is obtained , in which reference points are identified that are subsequently related to the parameters of the mount by what is called the customization algorithm.
  • Figs. 4, 5, and 6 show the points of the head that have been identified to be able to customize the glasses according to the model presented in this case.
  • the points are chosen so that they coincide with the location of the ends of a section of the head. Thanks to this, they can be determined mathematically because they are maximum, minimum and / or inflection points, from the intersection curve of the pupillary-ear reflex cut with the external surface of the head (see Fig. 6)
  • Point Nc center point of the nose at the height of the interpupillary axis.
  • RCd point point of the right corneal reflex (according to the detection method coincides with the apex of the corneal radius, or with the image that forms the light inside the eye at 1/3 of the ocular radius).
  • RCi point left corneal reflex point.
  • Nad and Nai points support points of the goggle bridge (naso-maxillary suture)
  • the Nad and Nai points are calculated as the inflection point of the curvature of the nose on both sides of Nc.
  • a section of the section between +/- 20 mm (on the x-axis) of Nc is used In each section the maximum and minimum of the first derivative (mathematical definition of inflection point).
  • Ced and Cei points outermost point of the face at eye level (fronto-zygomatic suture).
  • Prd and Pri points right and left external parietals.
  • Ord and Ori points upper junction point of the right and left ears with the head.
  • the following table 1 shows an example of obtaining this data.
  • Table 1 List of cut-off points of the pupil-parietal plane, nomenclature and example of values captured from the 3D of the digitalization of a person's head. b) Setting the mount
  • the dimensions of this parametric mount are adapted to the facial dimensions obtained in the previous point.
  • An important fact of any frame is the boxing dimension, which determines the caliber of the lens.
  • the boxing concept refers to the rectangle that circumscribes the lens as it is housed on the front of the frame. There are two dimensions, horizontal and vertical boxing. The aspect ratio that the frame rings present determines the relationship between these two dimensions.
  • the AP parameter is defined as the distance between the support points of the mount on the nose and that is equivalent to the distance between Nad and Nai.
  • the dimension of the bridge and horizontal boxing determine the total length of the front of the mount (parameter called AF and defined as the distance between the hinge axes).
  • Other important parameters are those related to the mounting rods: the distance between rods (DV parameter, defined as distance between ear support points) and the length of rods (LV parameter defined as the distance between the midpoint of AF and the midpoint of DV).
  • DV parameter defined as distance between ear support points
  • LV parameter the distance between the midpoint of AF and the midpoint of DV.
  • PANTO parameter pantoscopic angle
  • front width (AF) and Bridge width (AP) can be modified independently. Consequently, the dimension of boxing is determined by the previous values since the total width of the front is the sum of the bridge width plus double the horizontal dimension of the boxing (or caliber)
  • Frame angle Since the design of a frame determines the angle that the lenses form with the vertical and since this angle is an important parameter that conditions the correct vision in progressive lenses, it has been decided to allow the modification of the angle of insertion of the rods in the front so that the pantoscopic angle of the lenses is adequate.
  • the length of the rod terminal, the envelope (in English, wrapping) or curvature of the front, are preset.
  • Table 2 Relationship table of user and mount parameters Prior to the determination of the specific values of the parameters of the frame, the position of use of the lenses (or ideal position of the lenses in relation to the position of the eyes and the face of the user) must be determined and from there You can determine the inclination of the lens with respect to the vertical plane (pantoscopic angle), the envelope and the vertex distance (distance between lens or eye). (See Fig. 13). This position of the lenses determines the placement of the frame on the user's face, but to be properly seated, the parameters must be resized to fit correctly.
  • the plane containing the lens contour (the lens housing) is preset. See Fig. 13. After fixing the position of the lenses, the dimensions of the parameters that determine the dimensions of the front, boxing, nasal bridge, length and distance between rods, envelope and pantoscopic angle, etc. must be set.
  • FIG. 17 an image taking means 1 according to the invention.
  • the imaging means 1 are fixed to a column (not shown in Figs.), Preferably by means of displacement means that allow its height to be adjusted in order to adapt it to the height of the user's face 2.
  • the capture means of images 1 comprise 4 cameras 3 separated from each other.
  • the cameras 3 are suitable both for taking images in the visible spectrum and for taking images in the infrared spectrum.
  • the imaging means 1 advantageously comprise visible light sources and infrared radiation sources that are suitable for illuminating the user 2 at the time of taking the images.
  • the imaging means 1 first take, simultaneously, an image in the visible spectrum with each of the cameras 3 and, after about 200 milliseconds, take an image in the infrared spectrum with each of the cameras 3, likewise simultaneously.
  • the user 2 preferably carries reference devices 4 that reference the contact point between the mount and the ears of the user 2.
  • the two reference devices 4 (one for each ear) are connected to each other by means of an arc 5 that extends along the back of the user's head 2, approximately at the height of the nape.
  • This preferred solution allows both reference devices 4 to be physically connected, but in such a way that the arc that joins them does not affect the image captured by the cameras 3 and that will subsequently present the user with the glasses selected by him.
  • the bow is clearly visible and, although it is subsequently removed from the images taken, it affects the user's hair and hairstyle, which makes it more difficult to remove them.
  • the reference device 4 Since it is possible that the part of the reference device 4 directly in contact with the upper part of the ear is not visible in the images (or, at least, not clearly visible), it is advantageous to provide the reference device 4 with a plane of reference 6 that moves away from the head of the user 2 by means of an arm 7 of known dimensions. In this way the reference plane 6 is clearly visible in the images taken by the imaging means 1 and the exact position of the contact point between the mount and the ears can be properly calculated. Preferably the reference plane 6 has some surface finish that facilitates its subsequent detection. Other references used in the Fias.
  • PHRP Horizontal plane containing the points of the pupillary reflexes

Landscapes

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Abstract

Procedimiento de pedido de gafas que comprende: - obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario, - determinación de la posición óptima de las lentes, - determinación de las monturas viables de entre las monturas de una base de datos de monturas, y descarte de las monturas no viables, - cálculo de unas lentes viables para cada montura viable y descarte de las monturas sin lentes viables, - selección, por parte del usuario, de una montura viable a partir de una base de datos de gafas viables (formadas por una montura viable con unas lentes viables), de una lente de entre las lentes viables para dicha montura, y representación de la cara del usuario con la montura y lentes seleccionadas montadas en posición de uso, - confirmación de una selección y generación del pedido.

Description

PROCEDIMIENTO DE PEDIDO DE GAFAS Y PROCEDIMIENTOS DE
FABRICACIÓN Y SUMINISTRO Y DISPOSITIVO CORRESPONDIENTES
DESCRIPCIÓN
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento de pedido de gafas, donde las gafas comprenden una montura y unas lentes.
La invención también se refiere a unos procedimientos de fabricación de gafas, de monturas y de lentes, así como a un procedimiento de suministro de gafas.
La invención se refiere asimismo a un dispositivo de procesado de datos, a un producto de programa de ordenador y a un medio leíble por un ordenador.
Estado de la técnica En el estado de la técnica, el proceso de elección de unas gafas no ha variado substancialmente en los últimos 70 años. En primer lugar, el óptico-optometrista, realiza un examen refractivo del paciente para determinar las características de las lentes correctoras. Seguidamente, el paciente deberá elegir una montura. Las características de la lentes correctoras que haya determinado el proceso anterior pueden limitar algunos modelos de monturas (típicamente cuando las lentes correctoras tengan una potencia óptica elevada, o cuando se trate de lentes progresivas, etc....). Esta limitación puede ser motivo de frustración de la compra en estos casos.
Por otra parte, a pesar de que exista una gran diversidad de modelos diferentes, todos los modelos de montura tienen unas características dimensionales muy parecidas en cuanto a la anchura del frontal, anchura del puente, longitud de las varillas, inclinación del ángulo de la lente, etc.... Estas dimensiones "estándar" corresponden a las características promedio de la población adulta. Lo mismo es válido para las monturas infantiles. Esto significa que los modelos se ofrecen en tallas únicas o, en algunos casos, con pequeñas variaciones en dimensión de frontal o varilla y que por tanto, es frecuente que existan personas para las cuales las dimensiones del modelo no sean apropiadas. Sin embargo, realmente los usuarios de gafas tienen una gran variabilidad en características morfológicas como la anchura frontal, la anchura nasal a la altura de los ojos, etc. El óptico dispone en su tienda de monturas de diferentes modelos que el cliente deberá probarse para elegir aquellas que le gusten, se ajusten a sus medidas y se sienta confortable con ellas. No obstante, y siempre que ello sea posible, es frecuente que el óptico tenga que adaptar la montura en función de las características del usuario para modificar por ejemplo, la anchura de las plaquetas del apoyo nasal, la curvatura final de las varillas o cambiar la inclinación del ángulo pantoscópico (ángulo que forman las lentes con el plano vertical). Este proceso es complejo, poco preciso y limitado. Dadas las características viscoelásticas de algunos materiales poliméricos, el material tiende a recuperar, al menos en parte, la forma inicial de manera que la modificación de la forma de la montura realizada por el óptico acaba por desaparecer.
El paso siguiente consiste en tomar las medidas para el montaje de las lentes, es decir, la posición en que se coloque el centro o punto de referencia para el montaje de las lentes para cada uno de los aros del frontal de la montura elegida. Estas coordenadas vienen determinadas por la posición relativa de las pupilas con respecto del aro del frontal que aloja cada lente. Cabe decir que la precisión con la que se determinen estas coordenadas va a determinar el éxito o fracaso del ajuste o confort visual (dependiendo de la potencia de las lentes y del grado de tolerancia del paciente). Típicamente, se tolera un error no superior a +/- 0,5 mm. Desde hace más de 20 años existen instrumentos para la determinación automática o semi-automática de los reflejos pupilares, basados en tomar imágenes de la cara y perfil del usuario con las gafas colocadas y determinar las coordenadas pupilares respecto de los aros.
Finalmente, el óptico debe aconsejar el tipo de lentes correctoras más adecuadas a partir de los datos del examen refractivo, los datos de la montura y de las coordenadas de montaje de las lentes. Existen multitud de alternativas de lentes a partir de catálogos y tarifas proporcionados por los fabricantes de lentes. La elección del tipo de lente se realiza a partir del tipo de actividad prevista, características del usuario, prestaciones de la lente y montura en la que van a ir alojadas, así como su precio. La elección de tratamientos y coloraciones de las lentes, también forma parte de este proceso.
Como puede verse, la selección de la montura y las lentes es un proceso complejo, en algunos casos impreciso y costoso en tiempo. Además, algunas personas ven restringida la elección de la montura por requerir lentes que no se ajustan a la geometría de ciertas monturas.
EP 1 .063.600 describe un sistema de probado virtual de monturas.
EP 1 .892.660, EP 2.076.814 y WO 2014/060120 describen métodos y sistemas de pedido de gafas.
WO 2015/101737 y EP 2.746.838 describen unas formas de parametrizacion de monturas para adaptarlas a la cabeza de un usuario.
Exposición de la invención
La invención tiene por objeto superar estos inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante un procedimiento de pedido de gafas del tipo indicado al principio, caracterizado por que comprende las etapas de:
- obtención de datos del usuario, que incluye la obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario, - determinación de la posición óptima de las lentes respecto de la cara del usuario, - determinación de las monturas viables de entre las monturas de una base de datos de monturas (preferentemente mediante la colocación virtual de la montura de modo que respete la posición óptima de la lente), y descarte de las monturas no viables, - cálculo de por lo menos unas lentes viables para cada una de las monturas viables (preferentemente a partir de los datos de posicionado de las lentes en cada una de las monturas viables, la prescripción, la geometría de los aros y el catálogo de lentes disponibles) y, en el caso de no poder obtener ningunas lentes viables para una montura determinada, descarte de la montura de entre las monturas viables,
- posicionado de unas lentes viables en cada una de las monturas viables,
- presentación al usuario de una base de datos de gafas viables, cada una de ellas formada por una montura viable con unas lentes viables,
- selección, por parte del usuario, de una montura viable a partir de la base de datos de gafas viables, y representación de una imagen tridimensional de la cara del usuario con la montura seleccionada montada en posición de uso, - selección de por lo menos una lente de entre las lentes viables para la montura seleccionada (material, color, etc.) y representación de una imagen tridimensional de la cara del usuario con la montura y lentes seleccionadas montadas,
- confirmación de una selección por parte del usuario y generación del pedido correspondiente.
Efectivamente, uno de los problemas que se presentan cuando un usuario desea comprarse unas gafas nuevas es que, durante la selección de las monturas, elija una montura que luego no sea satisfactoria para el usuario. Esto es un inconveniente incluso si se detecta a tiempo que el resultado no será satisfactorio (es decir, antes de haber fabricado las lentes), ya que el usuario ya ha hecho una selección y se ve obligado a descartar la montura seleccionada, con la consiguiente frustración, para volver a iniciar el proceso de selección entre las monturas que previamente ya había descartado. Con el procedimiento de acuerdo con la invención, se hace una selección previa y se descartan automáticamente las monturas que no darán un resultado satisfactorio, y se muestran solamente aquellas monturas que con certeza son viables. De esta manera, el usuario puede escoger libremente entre las monturas que le son mostradas y no existe el riesgo de que, una vez escogida una, se le diga que la montura escogida no es viable.
Se comentan a continuación con más detalle cada una de las etapas del procedimiento de acuerdo con la invención:
Durante la obtención de datos del usuario, el objetivo principal es obtener datos morfológicos de la cabeza del usuario. Efectivamente, las monturas usualmente se diseñan a partir de unos datos promedios que permiten definir "cabezas estandarizadas". Sin embargo, estos datos promedios pueden no ajustarse a la cabeza del usuario concreto. De hecho, por su propia definición de valores promedios, nunca coincidirán con los valores reales del usuario concreto y, en algunos casos, serán tan diferentes que la montura no será adecuada para el usuario real concreto. Preferentemente la obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario comprende la obtención de datos de la anchura de cara, la superficie nasal, la posición de las orejas y la posición de las pupilas en un espacio tridimensional, lo cual se hace preferentemente mediante la obtención de imágenes estereoscópicas de la cabeza del usuario. Por un lado, los datos indicados son los más relevantes para la determinación de la posición óptima de la montura en la cabeza del usuario y, por otro lado, el hecho de trabajar en 3 dimensiones (3D) permite trabajar con mucha más precisión y realismo. Ventajosamente la obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario comprende la toma de imágenes simultáneas (en general, debe entenderse en la presente descripción que "simultáneas" se refiere a imágenes tomadas en un intervalo menor de 1 segundo, preferentemente menor de 500 milisegundos y muy preferentemente menor de 300 milisegundos) en el espectro visible y en el espectro infrarrojo, donde las imágenes en espectro infrarrojo son empleadas para la determinación de la posición de las pupilas. Efectivamente, al tomar las imágenes en el espectro visible y en infrarrojo simultáneamente, se garantiza que los puntos determinados a partir de la imagen en el espectro visible y los puntos determinados a partir de la imagen en infrarrojo (las pupilas) se corresponden con exactamente la misma posición de la cabeza. Preferentemente la obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario se realiza sin que el usuario lleve ningunas gafas o monturas puestas, ya que, de hecho, dificultarían la toma de los datos morfológicos. Además, las imágenes de la cabeza servirán para la generación de una imagen tridimensional de la cabeza del usuario sobre la que se montará la imagen tridimensional de las monturas (de hecho, de las gafas, es decir, las monturas y las lentes correspondientes) seleccionadas por el usuario. Si la toma de datos morfológicos se hiciese con unas monturas puestas, éstas deberían ser "eliminadas" durante el procesado posterior de las imágenes con la complejidad que ello comporta. Sin embargo, una mejora del procedimiento de la invención consiste en incluir el posicionando un dispositivo de referencia sobre las orejas del usuario durante la obtención de los datos morfológicos de la cabeza del usuario. Efectivamente, el extremo superior de las orejas es una cota particularmente relevante que es difícil de obtener a partir de unas imágenes entre otras cosas porque el pelo lo suele tapar, al menos parcialmente. Con la inclusión de un dispositivo de referencia se mejora la precisión en la determinación de este punto.
En general, las lentes son diseñadas para estar en una posición determinada respecto de los ojos del usuario. Esta posición es la posición óptima y suele estar predefinida. Si la lente no está en la posición óptima, la calidad de visión del usuario puede verse perjudicada, en particular en el caso de lentes de prescripción. En algunos casos se optimiza el diseño de la lente teniendo en cuenta su posición real respecto del ojo para una montura determinada. Sin embargo, en la presente invención, la estrategia empleada es diferente: se obliga a que las lentes estén en su posición óptima y se seleccionan aquellas monturas que permiten que las lentes estén en su posición óptima. Lógicamente, debe entenderse que cuando, en la presente descripción y reivindicaciones se hace referencia a "la posición óptima", realmente se hace referencia a un rango de valores de posiciones lo suficientemente próximas a la posición óptima teórica de manera que el usuario no perciba una pérdida de calidad de visión. Por lo tanto, la "posición óptima" realmente será un rango de posiciones que puede variar en función de la montura, la prescripción, u otros parámetros, pero que, en cualquier caso, vendrán predefinidas de manera que, en la etapa de determinación de las monturas viables, el sistema sepa discernir entre las monturas que caen dentro del rango admisible y las que caen fuera.
Preferentemente en la etapa de determinación de la posición óptima de las lentes respecto de la cara del usuario se posicionan las lentes a una distancia del ojo preestablecida, se hace coincidir el eje de visión del ojo con el eje de la lente correspondiente o el punto de referencia para el montaje correspondiente (es decir, el punto de la lente que, por diseño, debe colocarse sobre la pupila de modo que el eje que une la pupila y el punto de referencia de montaje coincide con el eje de visión) y/o se posicionan las lentes con un ángulo pantoscópico preestablecido.
El sistema incluye una base de datos de monturas. La base de datos incluye datos en 3 dimensiones de las monturas. En algunos casos los fabricantes de monturas ya facilitan esta información. En caso contrario se digitalizan las monturas físicas por cualquier medio adecuado disponible. El procedimiento analiza si las monturas incluidas en la base de datos son adecuadas para el usuario, es decir, si una vez montadas sobre la cabeza del usuario las lentes quedan en su posición óptima (es decir, dentro de los rangos admisibles). Las monturas se clasifican en dos grupos: monturas viables (aquellas que, montadas en la cabeza del usuario, posicionan las lentes en la posición óptima) y monturas no viables.
El sistema también contempla la posibilidad de que se pueda elegir entre una pluralidad de lentes. Los criterios de elección pueden ser diversos, como por ejemplo el color de la lente, el material de la lente, etc. Es posible que una montura determinada posicione adecuadamente las lentes respecto de la cabeza del usuario pero, sin embargo, la fabricación de las lentes no sea posible, por ejemplo, por no disponer de diámetro suficiente o por presentar un espesor mínimo en algún punto de la lente menor que un valor mínimo preestablecido o por presentar una diferencia de curvatura excesivamente grande con respecto de la curvatura del frontal de la montura, hecho que puede provocar problemas en la sujeción de la lente en el frontal de la montura. Además, el hecho de que una lente no sea posible puede no solo depender de la montura y de los datos del usuario (los morfológicos de su cabeza y/o los derivados de la prescripción que necesita) sino también del tipo de lente escogido (en particular el material, que tiene una influencia importante en el índice de refracción y, por lo tanto, en el espesor (y peso) de la lente). Interesa descartar aquellas monturas para las que no hay ninguna lente viable, y considerar como monturas viables aquellas para las que hay por lo menos una lente viable (aunque tal vez haya alguna otra lente que no sea viable). Es decir, se considerará que una montura es viable si hay por lo menos una lente viable de entre el conjunto de lentes existentes. Por ello, el procedimiento incluye la etapa de cálculo de por lo menos unas lentes viables para cada una de las monturas viables y, en el caso de no poder obtener ningunas lentes viables para una montura determinada, se descarta la montura de entre las monturas viables. El cálculo de las lentes viables ya no se hace para las monturas descartadas en la etapa anterior, lo que reduce el tiempo de procesado del sistema. De esta manera, el grupo de monturas viables después de las dos etapas anteriores incluye aquellas monturas para las que hay por lo menos una solución óptima (por posicionado de las lentes y por sus dimensiones). Preferentemente se considera que una lente es una lente viable si [a] el diámetro de la lente no es superior a un valor máximo preestablecido, [b] el espesor de la lente no es menor que un valor preestablecido en algún punto de la misma (usualmente en el centro de la misma en el caso de lentes monofocales negativas) y/o [c] si el espesor de la lente no es superior a un valor preestablecido en algún punto de la misma (usualmente en el centro de la lente en lentes positivas y en el perímetro de la lente en lentes negativas, causado bien por la prescripción del usuario, por la diferencia excesiva de curvaturas entre el frontal de la montura y la lente o ambas cosas simultáneamente). En particular, dado que para realizar el cálculo de la lente se conoce la geometría de la montura y los centros de montaje de la lente y la prescripción del paciente, en muchos casos se puede minimizar el espesor de la lente y ofrecer una lente mucho más fina (operación conocida comercialmente como pre-calibrado). Un ejemplo es el descrito en la patente ES 2.323.935 B1 , también publicada como EP 2.236.244 A1 .
En el caso de espesores de lentes mayores de un valor preestablecido, el espesor elevado puede implicar un problema técnico de viabilidad de fabricación de la lente (por ejemplo, por falta de material), pero también puede implicar simplemente un problema estético (un perímetro de la lente con un grosor antiestéticamente elevado). En la presente invención se pueden tener en consideración ambos casos. Lo que importa es que haya unos valores límite preestablecidos (definidos con los criterios que sean) de manera que el sistema pueda decidir si las lentes cumplen o no con el límite preestablecido. Lo mismo ocurre con los espesores menores que un valor límite preestablecido: es posible que una lente pueda ser fabricada con un espesor muy bajo, pero el resultado será una lente muy frágil que se romperá con excesiva facilidad. Por ello, los espesores mínimos preestablecidos pueden ser debidos por causas técnicas (existencia de material) pero también por otros motivos "de tipo práctico" como evitar que las lentes resultantes sean excesivamente frágiles. Ahora el sistema ya puede generar una base de datos de gafas viables, formadas por aquellas monturas viables para las cuales hay por lo menos unas lentes viables. Esta base de datos es la que se muestra al usuario, de manera que se tiene la seguridad de que el usuario puede elegir libremente cualquier montura con la seguridad de que no tendrá que cambiar de montura por motivos "ajenos a su voluntad". La forma concreta de selección puede ser cualquiera de las ya existentes en el estado de la técnica. Preferentemente el usuario puede seleccionar una o varias de las monturas que se le muestran, y el sistema genera una imagen virtual en 3 dimensiones de su cabeza con las monturas montadas en su posición de uso. Como ya se ha comentado anteriormente, esta posición de uso es tal que las lentes están en la posición óptima, que ha sido definida previamente. Preferentemente las monturas ya incluyen unas de las lentes viables, de manera que el usuario ya se hace una primera impresión de cómo le quedarán las gafas. Ventajosamente el usuario puede seleccionar unos elementos, de entre diversas alternativas, que modifican la montura escogida, en particular el color de la parte frontal, el color de las varillas, la forma de las varillas, la inclusión de elementos ornamentales en las varillas, etc. Preferentemente, el usuario no puede modificar el marco de la montura, es decir, no puede modificar el perímetro de las lentes, ya que esto afecta negativamente al estilo de la lente. Preferentemente el usuario también puede escoger entre diversos colores y/o materiales de las lentes. En cada caso, el sistema muestra las gafas con las selecciones introducidas. Finalmente, el usuario confirma una selección hecha y, con los datos correspondientes, se genera un pedido. En general, el procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado para todo tipo de gafas, tanto para gafas sin prescripción, por ejemplo gafas de sol convencionales, como para gafas con prescripción. Sin embargo, es particularmente ventajoso para el caso de gafas con prescripción ya que, en este caso, el posicionado correcto de la montura es más importante, y el efecto de la prescripción en las lentes puede ser muy relevante, de manera que tal vez es necesario descartar una montura debido a la prescripción requerida por el usuario. En este sentido, es ventajoso que en la etapa de obtención de datos del usuario se obtengan también los datos de prescripción del usuario y que la etapa de cálculo de por lo menos unas lentes viables se realice teniendo en cuenta los datos de prescripción del usuario.
Por otro lado, todos o parte de los datos de usuario pueden estar almacenados en una memoria del sistema, ya que pueden haber sido adquiridos con anterioridad (por ejemplo, con motivo de una compra anterior), en cuyo caso esta primera etapa se limitará a acceder a los datos almacenados y, si es el caso, completarlos o sustituirlos parcialmente por datos nuevos.
Lógicamente, también se pueden recoger otros datos habituales de identificación de usuario.
Preferentemente la etapa de determinación de las monturas viables incluye la personalización de monturas parametrizadas incluidas en dicha base de datos de monturas, donde la personalización incluye la asignación de valores concretos a unos parámetros presentes en las monturas parametrizadas, donde la forma y/o dimensión de las monturas parametrizadas depende de los valores que se asignen a los parámetros, y donde los valores concretos asignados son tales que generan una forma de la montura parametrizada que posiciona las lentes en unos rangos preestablecidos de su posición óptima. Efectivamente, el procedimiento de acuerdo con la invención es particularmente interesante cuando las monturas de la base de monturas no son monturas "convencionales" (es decir, con una geometría fija) sino que son monturas parametrizadas, es decir, son monturas cuya geometría final depende de los valores concretos que se asignen a unos parámetros incluidos en la definición de la montura. De esta manera, cuando el sistema analiza cuales de las monturas incluidas en la base de datos son monturas viables, en el caso de las monturas parametrizadas el sistema puede modificar los valores de los parámetros. En función de los valores de los parámetros, es posible que una montura sea viable o no. Si hay una combinación de valores concretos de los parámetros que hacen que la montura sea viable, el sistema incluirá esta montura, con estos valores concretos de los parámetros, en el grupo de monturas viables. Además, un cálculo preciso de los valores de los parámetros permite posicionar las lentes lo más cerca posible de la posición óptima teórica. La base de datos de monturas puede incluir tanto monturas "convencionales" como monturas parametrizadas. En el primer caso el sistema se limitará a determinar si son viables mientras que en el segundo caso calculará diversas combinaciones de valores de los parámetros para determinar si hay una combinación que haga la montura viable y, en caso afirmativo, qué combinación acerca la posición de las lentes a la posición óptima teórica.
Las monturas parametrizadas permiten así una mayor libertad de elección, ya que se reduce la cantidad de monturas no viables, y se mejora la calidad del resultado final, ya que las monturas viables son optimizadas de manera que [a] la posición de las lentes esté lo más cerca posible de la posición óptima teórica y [b] la montura personalizada (es decir, la montura con los valores de los parámetros ajustados al usuario concreto) queda correctamente ajustada al usuario concreto.
Preferentemente en la etapa de personalización se conservan unas características esenciales del diseño, es decir, los parámetros (y los rangos de valores que pueden tomar) están definidos de tal manera que la montura no pierda su estética original. Para ello, los parámetros (y los rangos de los valores que pueden tomar) deben ser definidos para cada diseño, ya que en cada caso pueden ser parámetros diferentes. Por ejemplo, en el caso de monturas circulares un parámetro puede ser el diámetro del aro. Efectivamente, modificando el valor del diámetro (dentro de unos rangos razonables) no se modifica la estética de la lente. En el caso de monturas rectangulares, se deben mantener los ángulos de los vértices pero se pueden modificar las longitudes de lados (proporcionalmente los lados mayores de los lados menores o incluso de una forma no proporcional, siempre y cuando la apreciación estética no se vea modificada sustancialmente). En geometrías de monturas más complejas puede ser necesario plantear estrategias de parametrización más complejas, que pueden ser definidas para cada nuevo diseño de montura. Otras técnicas de parametrización (que se pueden combinar con las anteriores) pueden ser hacer variables la longitud de las varillas, la anchura del puente, etc. Por su parte, los valores concretos están preferentemente relacionados con las dimensiones faciales del usuario, como por ejemplo la anchura del puente nasal, anchura frontal de la cara del usuario, la longitud de las varillas, etc. En los ejemplos se comenta con más detalle estas relaciones. Ventajosamente los valores concretos implican que las dimensiones de la montura afectadas por los valores concretos en cuestión coinciden con las dimensiones correspondientes de la cabeza del usuario. Es decir, los valores concretos hacen que la cota de la montura se ajuste exactamente a la cota correspondiente de la cabeza del usuario. Si bien esta solución es particularmente interesante para la mayoría de los casos, no se debe descartar la alternativa opuesta (que los valores concretos no hagan que la montura tenga exactamente las cotas para un ajuste óptimo en la cabeza del usuario. Efectivamente, en algunos casos, como por ejemplo en el caso de una posición de las orejas del usuario de una forma muy asimétrica, puede ser interesante que los parámetros correspondientes acaben adoptando unos valores de compromiso, que permitan todavía un buen ajuste en la cabeza del usuario pero sin penalizar excesivamente la estética de la montura (unas monturas altamente asimétricas provocan habitualmente un rechazo de las mismas por motivos estéticos). Preferentemente la etapa de personalización de monturas parametrizadas se realiza mediante métodos de deformación de mallas. Efectivamente, un objeto tridimensional se puede representar a partir de superficies de estilo que encierran un determinado volumen o también mediante una nube de puntos que están contenidos en el volumen que delimita el objeto tridimensional. La modificación paramétrica de un modelo 3D puede realizarse por tanto sobre las superficies de estilo o sobre la nube de puntos. En el primer caso las superficies tienen que cumplir ciertas condiciones de continuidad y derivabilidad. Ello complica la parametrización y, en algunos casos, en puntos donde confluyen múltiples restricciones, las transformaciones no siempre pueden cumplirse. Sin embargo, la técnica de la deformación de malla opera directamente sobre la nube de puntos de manera que se evita la problemática anterior. Ello es así puesto que se han desarrollado técnicas para evitar solapamientos que lo convierten en muy robusta y que la hacen particularmente adecuada para la deformación paramétrica mediante múltiples grados de libertad. Las estrategias de deformación pueden ser de dos tipos, de interpolación o de analogía física. En el primer caso, se utiliza una función de interpolación para transferir desplazamientos, mientras que en el caso de la analogía física, la deformación de malla se describe según un proceso físico que puede modelarse utilizando métodos numéricos.
Ventajosamente la etapa de personalización incluye una etapa de incorporación de al menos un mareaje identificativo en las monturas parametrizadas. Efectivamente, el procedimiento permite la generación de monturas personalizadas, por lo que estas monturas pueden personalizarse no solamente desde un punto de vista de "idoneidad óptica" sino que se pueden incluir otros elementos personalizados. Así, preferentemente estos mareajes identificativos pueden identificar al usuario (por ejemplo, incluyendo su nombre, sus iniciales o cualquier otro signo que el usuario desee), el pedido o la referencia de fabricación (por ejemplo, mediante algún ne de referencia dispuesto en un lugar no visible durante el uso normal de las gafas), el modelo de la montura, la marca de la montura, algún elemento identificativo del distribuidor (por ejemplo, la marca del óptico que vende las gafas), etc. Este mareaje identificativo puede comprender cualquier elemento que pueda ser reproducido posteriormente durante el proceso de fabricación (altorrelieves, bajorrelieves o simplemente mediante colores diferentes sin afectar a la geometría de la montura, y preferentemente comprende caracteres alfanuméricos, dibujos, tramas o logotipos.
Ventajosamente el procedimiento de acuerdo con la invención está implementado en un ordenador, y preferentemente en un sistema informático distribuido. En general, en los procedimientos de fabricación y distribución de gafas participan una pluralidad de "centros de trabajo" que frecuentemente no pertenecen a una misma empresa. Así, por ejemplo, el usuario puede acudir a un óptico, con el cual tendrá lugar el proceso de toma de datos del usuario. Todo el procesado informático puede tener lugar en un ordenador propiedad del óptico o puede tener lugar de una forma distribuida en la que diversos ordenadores, interconectados entre sí pero tal vez de propietarios diferentes entre sí, realizan el cálculo conjuntamente. Una vez generada la orden de compra, la fabricación de la montura y la fabricación de las lentes pueden ser realizadas por empresas diferentes. Finalmente, el biselado de las lentes y el montaje de las lentes en la montura puede ser realiza por el óptico o por un tercero. Sin embargo, en todas las posibles combinaciones anteriores, el procedimiento de acuerdo con la invención tiene lugar. Además, el concepto básico de la invención es un procedimiento que preferentemente está implementado en un ordenador, por lo que también aparece la figura del desarrollador del programa informático ya que, una vez desarrollado, puede venderse a cualquier tercero lo que lo habilitaría para realizar el procedimiento de acuerdo con la invención, o incluso el desarrollador del programa informático (o un tercero que lo haya comprado) puede ponerlo a disposición para su uso (por ejemplo a través de internet) mediante, por ejemplo, el pago de una cuota de conexión. Por otro lado, una forma preferente de realización de la invención implica el uso de monturas parametrizadas, lo que involucra el trabajo de los diseñadores de las monturas, que también pueden ser independientes de los restantes "actores". Por ello, la presente invención también se refiere a: A - un procedimiento de fabricación de gafas, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas de acuerdo con la invención, y una etapa de fabricación y ensamblaje de la montura y las lentes seleccionadas por el usuario.
B - un procedimiento de fabricación de monturas, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas de acuerdo con la invención, y una etapa de fabricación de la montura seleccionada por el usuario.
C - un procedimiento de fabricación de lentes, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas de acuerdo con la invención, y una etapa de fabricación de las lentes seleccionadas por el usuario. D - un procedimiento de suministro de gafas, caracterizado por que comprende un procedimiento de fabricación de gafas de acuerdo con la invención, y una etapa de suministro de la montura y las lentes fabricadas y ensambladas. E - un procedimiento de generación de datos de una montura parametrizada, caracterizado por que comprende las siguientes etapas: a - creación de un nuevo diseño de una montura, o importación de los datos 3D de una montura pre-existente (por ejemplo a partir de una montura física (por escaneado o digitalizado de la misma) o a partir de los planos de la misma), con un diseño que la caracteriza, b - determinación de las características que identifican el diseño de la montura, incluyendo:
• identificación y separación de las partes de la montura que son independientes del resto y que, por lo tanto, son aptas para ser modificadas sin alterar las dimensiones o aspecto del resto,
• determinación de las partes de la montura que van a modificarse conservando una relación de aspecto,
• determinación de las partes de la montura que han de quedar invariantes, c - determinación del modo en que se conectan entre si las partes invariantes de las partes modificables y asignación de parámetros que determinan la modificación de las partes modificables, d - determinación de las restricciones a aplicar sobre el diseño, e - construcción de un modelo tridimensional paramétrico de la montura (es decir, que sea paramétricamente deformable), que conserve las características originales del diseño y que sea apto para ser modificado según un conjunto de grados de libertad definido por los parámetros, f - determinación de los rangos y tipo de variación posibles para cada parámetro de personalización para cada modelo de montura a partir de las restricciones establecidas, y g - determinación de los parámetros de la montura que deben coincidir con ciertos puntos, distancias y/o secciones de la cabeza del usuario.
F - un dispositivo de procesado de datos caracterizado por que comprende medios para la ejecución del procedimiento de acuerdo con la invención. Preferentemente el dispositivo de procesado de datos comprende una pluralidad de medios de toma de imágenes en el espectro visible y en el espectro infrarrojo, aptos para tomar imágenes de la cabeza del usuario y de las pupilas del usuario, respectivamente, y comprende también unos medios de sincronización de los medios de toma de imágenes, aptos para sincronizar la toma de imágenes de los medios de toma de imágenes. Ventajosamente el dispositivo de procesado de datos comprende asimismo unos dispositivos de referencia aptos para ser posicionados sobre las orejas del usuario y aptos para referenciar el punto de contacto entre la montura y las orejas del usuario.
G - un producto de programa de ordenador comprendiendo secuencias de instrucciones accesibles a un procesador las cuales, cuando son ejecutadas por el procesador, provocan que el procesador ejecute un procedimiento de acuerdo con la invención.
H - un medio leíble por un ordenador con una secuencia de instrucciones del producto de programa de ordenador de acuerdo con la invención.
Breve descripción de los dibujos Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relatan unos modos preferentes de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran: Fig. 1 , relación entre las medidas de ancho nasal y distancia interparietal para un conjunto de 459 usuarios adultos. Fig. 2, ejemplo gráfico de variabilidad dimensional en anchura nasal con relación a la anchura parietal.
Fig. 3, ejemplo de modificación de una misma montura -modelo central- en anchura de puente y anchura frontal según parámetros de anchura nasal y anchura parietal del ejemplo visualizado en la Fig. 2.
Figs. 4, 5 y 6, orientación del fichero 3D de cabeza en posición natural con el corte según el plano horizontal a la altura de las pupilas (Fig. 4), identificación de los puntos de referencia del usuario (Fig. 5) y vista del corte pupilas-punto parietal (Fig. 6).
Fig. 7: distancia del frontal de la montura (AF), tomada entre los ejes de giro de las bisagras o unión con las varillas, y anchura de puente (AP) tomada a partir de las plaquetas de apoyo nasal a la altura de pupilas. Fig. 8: distancia entre varillas (DV) a la altura del contacto con soporte de varilla en oreja, y longitud de varillas (LV) tomada como la distancia entre el punto de contacto con soporte de varilla en oreja y el punto anterior del puente.
Fig. 9, determinación del parámetro AV, o sea, el ángulo de inclinación de la varilla con respecto al plano horizontal.
Fig. 10, Distinción entre ángulo pantoscópico (PANTO) y Ángulo de Varilla (AV)
Figs. 1 1 y 12, parámetros de montura equivalentes a las dimensiones faciales.
Fig. 13, ejemplo de posición de uso de una lente. Fig. 14, ejemplo de posicionado de un modelo de montura personalizable paramétricamente para el cual se considera que la posición de la pupila debe estar al 66% de la altura de Boxing HBOX, y altura de montaje de la lente con respecto a la base del aro SEGHT, en este ejemplo SEGHT=0.66*HBOX.
Figs. 15 y 16, diferencias entre ángulos pantoscópicos para diferentes usuarios. Fig. 17, unos medios de toma de imágenes de acuerdo con la invención. Fig. 18, unos dispositivos de referencia de acuerdo con la invención.
Descripción detallada de unas formas de realización de la invención Personalización de monturas:
La personalización dimensional o paramétrica permite adaptar las dimensiones de la montura a las características morfológicas del usuario a partir de parámetros relacionados con ciertas dimensiones faciales. Para ello, se construye previamente un modelo tridimensional de cada montura y se obtiene el contorno de los aros que determinan la forma y dimensiones de las lentes.
La personalización dimensional de monturas se puede realizar de diversas maneras, por ejemplo: a) Mediante la modificación isométrica o cambio de escala de toda la montura. Es el mismo concepto de "tallas" en ropa aplicado a las monturas (p.e. se puede diseñar una familia de monturas con tres medidas de lente pero la varilla y el puente son fijos). Esta opción proporciona un primer nivel de personalización sencilla, pero el cambio de escala no permite, por ejemplo, la creación de un frontal grande con un puente estrecho para alguien que tiene una cabeza ancha y una nariz estrecha. b) Mediante un cambio dimensional libre de todas las partes de la montura, donde éstas se modifican de forma independiente de acuerdo a las necesidades dimensionales que presenta el usuario. Esta opción ofrece un ajuste perfecto pero tiene un inconveniente importante: las características de diseño pueden desfigurarse y en este caso el modelo original ya no es reconocible. c) Mediante un cambio dimensional paramétrico con restricciones para preservar la identidad del diseño. Esta alternativa permite obtener redimensionados adecuados a las características del usuario, sin por ello renunciar a las características propias del modelo, lo que la hace particularmente interesante.
Un forma preferente de realización de la invención utiliza un algoritmo de personalización de monturas que relaciona las dimensiones de la montura con las características morfológicas del usuario según el método del cambio dimensional paramétrico con restricciones, pero que además tiene en cuenta criterios optométricos, como por ejemplo, las distancias naso-pupilares y las alturas de montaje de las lentes en la montura para el cálculo de la modificación paramétrica, así como la posición de uso prevista de la montura. La invención también es aplicable a sistemas parcialmente personalizados o semi- personalización como por ejemplo, adaptación y fabricación de varillas con frontal convencional o viceversa.
Procedimiento para la generación de una montura personalizada:
En primer lugar, se construye un modelo 3D paramétrico de la montura, para cada una de las monturas del catálogo de monturas personalizables. Para ello es ventajoso seguir la secuencia siguiente: I. Creación de un nuevo diseño de montura para gafa, o importación de los datos
3D de un modelo pre-existente (por ejemplo, a partir de una digitalización de una montura con un escáner o cualquier método de digitalización). La construcción del modelo tridimensional como nube de puntos unidos por mallas, es una técnica particularmente adecuada (aunque no la única) para la realización de las deformaciones y cambios paramétricos que aplica el procedimiento.
II. Determinación de las características que identifican el diseño de la montura: · Identificación y separación de las partes de la montura que son independientes del resto y que por lo tanto podrán modificarse sin alterar las dimensiones o aspecto del resto. (Por ejemplo, puede incrementarse la longitud de la varilla sin por ello alterar las dimensiones del frontal, o puede incrementarse las dimensiones del boxing sin alterar las del puente)
· Determinación de las partes de la montura que van a modificarse conservando la relación de aspecto (por ejemplo, en este caso un aro ovalado se modificará conservando las relaciones entre eje mayor y menor) • Determinación de las partes de la montura que han de quedar invariantes (por ejemplo, la bisagra).
III. Determinación del modo en que se conectan entre si las partes invariantes de las partes modificables y asignación de parámetros que determinan la modificación de las partes modificables; esta característica también es propia de cada modelo de montura y está relacionada con las características que identifican el diseño.
IV. Determinación de las restricciones a aplicar sobre el diseño. Por ejemplo, espesores mínimos que hay que respetar, identificación de las secciones que pueden modificarse homotéticamente, definición de los criterios de continuidad de las superficies que encierran el volumen del modelo.
V. Construcción de un modelo tridimensional paramétrico de la montura que conserve estas características originales del diseño y que pueda modificarse según un conjunto de grados de libertad definido por unos parámetros, que pueden presentar una variación continua o discreta, entre un rango definido por un límite inferior y/o un límite superior.
VI. Determinación de los rangos y tipo de variación posibles para cada parámetro de personalización para cada modelo de montura a partir de las restricciones establecidas. Algunos de estos parámetros pueden no ser independientes de otros (dependerá de las restricciones aplicadas). Catálogo (base de datos) de monturas (v gafas) personalizares v sus componentes:
Monturas: Las operaciones anteriores pueden aplicarse a un conjunto de modelos de monturas diferentes que constituyen el catálogo (por ejemplo modelos masculinos/ femeninos/unisex, modelos deportivos, etc..) y que forma la base datos de monturas personalizables. Cada modelo tendrá sus límites particulares en rango de variación de los parámetros de personalización y por lo tanto, puede haber modelos que tengan una "adaptabilidad" mayor que otros. Los criterios que delimitan los rangos de variación de los parámetros son básicamente estéticos, geométricos o por limitaciones de fabricación.
Lentes: En relación con las lentes, también hay un catálogo (o base de datos) de lentes disponibles. Preferentemente se determina qué materiales (índices de refracción) contiene el catálogo, qué diseños geométricos se ofrecen (monofocales, multifocales, progresivas, etc.), qué tratamientos (antireflejantes, espejos, etc.) incluye y/o qué coloraciones pueden ofertarse. Para cada una de estas combinaciones, se dispondrá de un rango de oferta en potencia (típicamente en intervalos de 0,25 dioptrías), diámetro, etc.. Proceso a seguir para la realización de una gafa personalizada según las necesidades dimensionales de un usuario:
1 . Obtención de los datos de la necesidad correctora del usuario o refracción óptica (esfera, cilindro, adición, prisma, etc..)
2. Digitalización de la cara y las zonas temporales de la cabeza del usuario para el que va a personalizarse la gafa. Este proceso proporciona una malla de puntos que incluye la topología de la cara, la topología de la zona nasal, incluyendo las coordenadas de los reflejos pupilares, y los puntos de sujeción de la montura en las orejas.
3. Determinación de la posición óptima de las lentes respecto de la cara del usuario.
4. Para cada una de las monturas del catálogo se realiza una serie de operaciones para garantizar que se descarten aquellos modelos que no puedan personalizarse (por estar fuera de rango los parámetros de la montura) o que no pueda ofrecerse una lente correctora según prescripción necesaria y posición de montaje prevista. Estas operaciones consisten en:
• Aplicación de un algoritmo que determina el valor concreto de los parámetros de dimensionamiento de la montura a partir del fichero de coordenadas de la digitalización del usuario, los datos de la prescripción, el posicionado ideal de las lentes y el encaje de la montura.
• A partir de la colocación prevista de las lentes (y en consecuencia de la montura) y las características del tipo de lente (criterio altura montaje, etc.), determinación automática de los parámetros de posición de uso de las lentes (distancias naso-pupilares, altura de montaje, ángulo pantoscópico, distancia de vértice, etc.).
• Descarte de los modelos que requieran que al menos un parámetro de la montura quede fuera de rango (debe recordarse que la personalización paramétrica que se aplica es con restricciones, por lo que se puede realizar solamente dentro de unos límites previamente conocidos para cada modelo de gafa).
• A partir de los datos de colocación prevista de las lentes y de la geometría concreta del frontal de la montura redimensionada, verificación de que al menos podrá montarse una lente de las que forman el catálogo de lentes viables.
• Para aquellos modelos que si son personalizables según las necesidades del usuario, selección y cálculo de aquéllas lentes del catálogo de lentes que sean compatibles con los requisitos ópticos del usuario y requisitos dimensionales de la montura (contorno de la forma de los aros determinados por las dimensiones de la montura personalizada, así como su posición de uso prevista).
Elección por parte del usuario del modelo (o modelos) de gafa personalizada resultante de la personalización que sea (sean) de su preferencia. Esta operación contiene la elección del modelo, la decoración y acabados de la montura, así como la selección de las lentes correctoras (materiales, geometrías, color, tratamientos) que prefiera y que previamente ya se ha verificado en el punto 4 que son fabricables y que pueden montarse en las monturas elegidas.
6. Generación de la información necesaria para la fabricación de la montura personalizada que ha elegido el usuario. Esta información contiene en particular un fichero en formato 3D de la montura, así como la información de las decoraciones del modelo, materiales, acabados, colores, etc. También puede contener información relativa a códigos identificadores del usuario o del pedido.
7. Generación de un fichero con la información necesaria para la fabricación de las lentes personalizadas elegidas por el usuario. Esta información contiene los datos de la prescripción, material e índice de refracción, así como la información de los filtros, tratamientos colores, etc. que tendrán las lentes. También puede contener información relativa a códigos, marcas (tipología de letras, tamaño y orientación), identificadores, logos, etc.
8. Fabricación de la montura personalizada a partir de la información del punto 6, en particular el fichero 3D paramétrico diseñado anteriormente. Aunque no es imprescindible, la técnica de la fabricación aditiva es particularmente adecuada para la realización de piezas de monturas personalizadas puesto que tiene la particularidad de que cada pieza pueda ser diferente.
9. Fabricación de las lentes personalizadas a partir del fichero de cálculo de lentes diseñadas anteriormente. Según la técnica elegida para la fabricación de las lentes, éstas tendrán ya la forma necesaria o será preciso el corte u biselado de las lentes según el contorno del aro interno de la montura y posición de uso prevista.
10. Montaje de la gafa personalizada a partir de las lentes y la montura realizadas según los procedimientos 8 y 9.
En la Fig. 1 se muestran la distribución de medidas de ancho de nariz, la distribución de medidas de ancho de cabeza (distancia interparietal), y la relación entre ambas para un conjunto de 459 usuarios adultos. Se puede observar que no existe una correlación clara, pues existen casos de nariz ancha con distancia parietal pequeña y también en sentido contrario. Ejemplo 1 : Personalización de gafas según posición de uso prevista y algoritmo de ajuste basado en puntos del plano de corte pupilas-oreja a) Datos de partida.
A partir de una digitalización de la cabeza del usuario tomada en posición natural (es decir, según la posición de cabeza que adopta cada persona en posición vertical cuando observa una imagen lejana a la altura de sus ojos), se obtiene una malla de puntos 3D, en la que se identifican unos puntos de referencia que posteriormente se relacionan con los parámetros de la montura mediante lo que se denomina el algoritmo de personalización.
Convenio: El archivo 3D de la digitalización de la cabeza del usuario se ha orientado de la siguiente manera para la obtención de las secciones:
• Eje x: Eje que pasa por las pupilas
• Eje z: Eje vertical perpendicular al eje x
• Eje y: Eje perpendicular a x e y.
• Origen en el centro pupilar
En las Figs. 4, 5, y 6 se muestran los puntos de la cabeza que se han identificado para poder personalizar las gafas según el modelo presentado en este caso. Como puede verse en la Fig. 4, los puntos se escogen de manera que coinciden con la localización de los extremos de una sección de la cabeza. Gracias a ello, pueden determinarse matemáticamente pues se trata de máximos, mínimos y/o puntos de inflexión, a partir de la curva de intersección del corte reflejo pupilar-oreja con la superficie externa de la cabeza (ver Fig. 6)
Punto Nc: punto central de la nariz a la altura del eje interpupilar.
Punto RCd: punto del reflejo corneal derecho (según el método de detección coincide con el ápice del radio corneal, o con la imagen que forma la luz en el interior del ojo a 1 /3 del radio ocular). Punto RCi: punto del reflejo corneal izquierdo.
Puntos Nad y Nai: puntos de apoyo del puente de la gafa (sutura naso-maxilar) Se calculan los puntos Nad y Nai como el punto de inflexión de la curvatura de la nariz a ambos lados de Nc. Para su cálculo en cada una de las secciones, se utiliza un tramo de la sección comprendida entre +/- 20 mm (en el eje x) de Nc En cada tramo se detecta el máximo y el mínimo de la primera derivada (definición matemática de punto de inflexión).
Puntos Ced y Cei: punto más exterior de la cara a la altura de la línea de los ojos (sutura fronto-zigomática).
Puntos Prd y Pri: parietales externos derecho e izquierdo.
Puntos Ord y Ori: punto de unión superior de las orejas derecha e izquierda con la cabeza.
En la siguiente tabla 1 se muestran un ejemplo de obtención de estos datos.
Punto Descripción X (mm) Yímm) Z (mm)
RCd reflejo corneal derecho -29,81 0,00 0,00
RCi reflejo corneal izquierdo 29,81 0,00 0,00
Nc nariz central -0,91 -17,47 0,00
Nad ancho nariz derecho -6,77 -10,77 0,00
Nai ancho nariz izquierdo 6,12 -8,97 0,00
Ced cuenca externa derecha -45,77 6,14 0,00
Cei cuenca externa izquierda 43,58 6,29 0,00
Prd parietal derecho -64,70 37,06 0,00
Pri parietal izquierdo 58,21 26,27 0,00
Ord oreja derecho -74,70 79,03 -18,56
Ori oreja izquierdo 69,00 76,82 -16,95
Tabla 1 : Relación de puntos de corte del plano pupila-parietal, nomenclatura y ejemplo de valores capturados a partir del 3D de la digitalización de la cabeza de una persona. b) Parametrización de la montura
Se describe a continuación un ejemplo de una parametrización de monturas con restricciones realizada sobre un modelo al que permitimos, por un lado, ciertas modificaciones de manera independiente y, por otro lado, modificaciones relacionadas entre sí. A continuación se adaptan las dimensiones de esta montura paramétrica a las dimensiones faciales obtenidas en el punto anterior. Un dato importante de cualquier montura es la dimensión de boxing, que determina el calibre de la lente. El concepto boxing se refiere al rectángulo que circunscribe la lente según queda alojada en el frontal de la montura. Se tienen así dos dimensiones, el boxing horizontal y el vertical. La relación de aspecto que presenten los aros de la montura determina la relación entre estas dos dimensiones.
Otro parámetro importante de las monturas es la dimensión del puente o apertura del apoyo nasal. En el caso de monturas paramétricas, se tiene el parámetro AP definido como la distancia entre los puntos de apoyo de la montura sobre la nariz y que es equivalente a la distancia entre Nad y Nai.
La dimensión del puente y el boxing horizontal determinan la longitud total del frontal de la montura (parámetro denominado AF y que se define como la distancia entre los ejes de la bisagra). Otros parámetros importantes son los relacionados con las varillas de la montura: la distancia entre varillas (parámetro DV, definido como distancia entre puntos de apoyo de oreja) y la longitud de varillas (parámetro LV definido como la distancia entre el punto medio de AF y el punto medio de DV). Finalmente, se tiene el ángulo que forman las lentes con respecto al plano vertical o ángulo pantoscopico (parámetro PANTO). En particular para este modelo de montura se ha optado por permitir cinco grados de libertad en modificaciones de montura (parámetros de montura modificables de modo independiente): 1 . Ancho de frontal (AF) y Ancho de puente (AP) modificables de manera independiente. En consecuencia, la dimensión del boxing queda determinada por los valores anteriores puesto que la anchura total del frontal es suma de la anchura de puente más el doble de la dimensión horizontal del boxing (o calibre)
2. Distancia entre varillas (DV) y Longitud de varillas (LV) modificables de manera independiente
3. Ángulo de la montura (AM). Puesto que el diseño de una montura condiciona el ángulo que forman las lentes con la vertical y puesto que este ángulo es un parámetro importante que condiciona la correcta visión en lentes progresivas, se ha optado por permitir la modificación del ángulo de inserción de las varillas en el frontal de modo que el ángulo pantoscópico de las lentes sea el adecuado.
Para este modelo que se ha presentado como ejemplo, el resto de parámetros no pueden variarse de manera independiente puesto que quedan afectados por las restricciones incluidas. Así: - hay unos parámetros que se podrán modificar de manera homotética como son las dimensiones del boxing (HBOX y VBOX) y la anchura del talón que deberán mantener la relación de aspecto en cualquier transformación.
- la longitud del terminal de la varilla, la envolvencia (en inglés, wrapping) o curvatura del frontal, quedan prefijadas.
Seguidamente, se debe relacionar las dimensiones del usuario que se han obtenido a partir de la digitalización (y que por lo tanto variaran de una persona a otra) con las correspondientes cinco variables de la montura, que son las que se deberán personalizar en cada caso.
A partir de las coordenadas de la digitalización de la cabeza del usuario de la tabla 1 , se definen unas distancias que se usan para relacionarlas con unas distancias equivalentes de las monturas mediante el algoritmo de personalización (ver Figs. 1 1 y 12).
Se definen como parámetros de usuario a los siguientes valores:
• Distancia Inter-parietal DIP= Prd(x) - Pri(x), parámetro de usuario que se relaciona con el parámetro de montura AF (ancho del frontal)
• Anchura nasal ÑAS = Nad(x) - Nai(x) , parámetro de usuario que se relaciona con el parámetro de montura AP (ancho de puente)
• Distancia plano frontal-eje punto orejas OR= Ord (x) - Ori(x) relacionado con la longitud de varillas (LV)
• Distancia entre puntos orejas TEMP= Ord(y) - Ori(y) relacionado con la distancia entre varillas (DV)
• Ángulo de oreja (AO) como el ángulo que forman el punto de contacto de varilla en oreja con la horizontal en punto central de nariz (se toma el valor medio de oreja derecha e izquierda), AOd = Nc(y)-Ord(y) , relacionado con el ángulo de varilla (AV)
Donde (x) significa diferencia coordenadas "x" e (y) coordenadas "y" A continuación se muestra un ejemplo concreto de asignación de relaciones entre los parámetros de la montura y los parámetros del usuario:
Parámetro Usuario Parámetro montura Relación
DIP AF 1 a 1 ,1
ÑAS AP 1 a 1 ,3
OR LV 1 a 1
TEMP DV 1 a 1
AO AV 1 a 1
Tabla 2: Tabla de relaciones de parámetros de usuario y montura Previo a la determinación de los valores concretos de los parámetros de la montura, se debe determinar la posición de uso de las lentes (o posición ideal de las lentes en relación con la posición de los ojos y la cara del usuario) y de ahí se puede determinar la inclinación de la lente con respecto al plano vertical (ángulo pantoscópico), la envolvencia y la distancia de vértice (distancia ente lente u ojo). (Ver Fig. 13). Esta posición de las lentes determina la colocación de la montura en la cara del usuario, pero para que quede bien asentada se deben redimensionar los parámetros para que se ajuste correctamente.
Una consecuencia del punto anterior es que queda prefijado el plano que contiene el contorno de las lentes (el alojamiento de las lentes). Ver Fig. 13. A continuación de fijar la posición de las lentes se deben fijar las dimensiones de los parámetros que determinan las dimensiones del frontal, boxing, puente nasal, longitud y distancia entre varillas, envolvencia y ángulo pantoscópico, etc.
Para el usuario concreto del que se obtuvieron los datos de la tabla 1 y a partir de las relaciones entre parámetros consideradas en la tabla 2, los valores correspondientes a un modelo de montura son (en milímetros):
Ancho de puente AP 7,89
Ancho total del frontal AF 128,16
Distancia entre varillas DV 123,68
Ángulo de varilla AV 12,31
Longitud de varillas LV 98,27
Boxing horizontal HBOX 45,8
Boxing vertical VBOX 40,32
Distancia mínima entre lentes DBL 14,83
Ángulo de envolvencia del frontal ZTILT 10.00
Curvatura de la lente FCRV 5.00
Mientras que los valores para el correcto centrado de las lentes son (en mm): Distancia naso-pupilar derecha NPd 30.46
Distancia naso-pupilar izquierda NPi 31 .02
Altura de montaje de la lente (ojo derecho) SEGHTR 23.69
Altura de montaje de la lente (ojo izquierdo) SEGHTL 23.69
Ángulo pantoscópico de las lentes PANTO 15.00
Con este procedimiento, se pueden ajustar las características dimensionales de las monturas a las necesidades del usuario. En particular, como ya se ha visto, existen casos en los que las necesidades de modificación de parámetros como el ángulo pantoscópico son importantes. Ver Figs. 15 y 16.
En la Fig. 17 se muestran unos medios de toma de imágenes 1 de acuerdo con la invención. Los medios de toma de imágenes 1 están fijados a una columna (no representada en las Figs.), preferentemente mediante unos medios de desplazamiento que permiten regular su altura a fin de adaptarla a la altura de la cara del usuario 2. Los medios de toma de imágenes 1 comprenden 4 cámaras 3 separadas entre sí. Las cámaras 3 son aptas tanto para tomar imágenes en el espectro visible como para tomar imágenes en el espectro infrarrojo. Los medios de toma de imágenes 1 comprenden ventajosamente unas fuentes de luz visible y unas fuentes de radiación infrarroja que son aptas para iluminar al usuario 2 en el momento de tomar las imágenes. Los medios de toma de imágenes 1 toman en primer lugar, simultáneamente, una imagen en el espectro visible con cada una de las cámaras 3 y, pasados unos 200 milisegundos, toman una imagen en el espectro infrarrojo con cada una de las cámaras 3, asimismo simultáneamente.
El usuario 2 lleva preferentemente unos dispositivos de referencia 4 que referencian el punto de contacto entre la montura y las orejas del usuario 2. En el ejemplo de las Figs. 17 y 18 los dos dispositivos de referencia 4 (uno para cada oreja) están unidos entre sí mediante un arco 5 que se extiende por la parte posterior de la cabeza del usuario 2, aproximadamente a la altura de su nuca. Esta solución preferente permite tener ambos dispositivos de referencia 4 físicamente unidos, pero de tal manera que el arco 5 que los une no afecta a la imagen captada por las cámaras 3 y que se presentará posteriormente al usuario con las gafas seleccionadas por él. En el caso de arcos que se extienden por la parte superior de la cabeza, el arco es claramente visible y, aunque se elimine posteriormente de las imágenes tomadas, afecta al pelo y al peinado del usuario, lo que hace más difícil su eliminación de las imágenes sin que se note su efecto sobre el pelo del usuario. Dado que es posible que la parte del dispositivo de referencia 4 directamente en contacto con la parte superior de la oreja no quede visible en las imágenes (o, al menos, no claramente visible), es ventajoso dotar al dispositivo de referencia 4 de un plano de referencia 6 que se aleja de la cabeza del usuario 2 mediante un brazo 7 de dimensiones conocidas. De esta manera el plano de referencia 6 es claramente visible en las imágenes tomadas por los medios de toma de imágenes 1 y se puede calcular adecuadamente la posición exacta del punto de contacto entre la montura y las orejas. Preferentemente el plano de referencia 6 dispone de algún acabado superficial que facilite su posterior detección. Otras referencias empleadas en las Fias.
PHRP: Plano horizontal que contiene los puntos de los reflejos pupilares
DVER: Distancia de vértice

Claims

REIVINDICACIONES
1 - Procedimiento de pedido de gafas, dichas gafas comprendiendo una montura y unas lentes, caracterizado por que comprende las etapas de:
- obtención de datos del usuario, que incluye la obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario, - determinación de la posición óptima de las lentes respecto de la cara del usuario,
- determinación de las monturas viables de entre las monturas de una base de datos de monturas, y descarte de las monturas no viables, - cálculo de por lo menos unas lentes viables para cada una de dichas monturas viables y, en el caso de no poder obtener ningunas lentes viables para una montura determinada, descarte de dicha montura de entre las monturas viables,
- posicionado de unas lentes viables en cada una de las monturas viables,
- presentación al usuario de una base de datos de gafas viables, cada una de ellas formada por una montura viable con unas lentes viables,
- selección, por parte del usuario, de una montura viable a partir de la base de datos de gafas viables, y representación de una imagen tridimensional de la cara del usuario con la montura seleccionada montada en posición de uso,
- selección de por lo menos una lente de entre las lentes viables para la montura seleccionada y representación de una imagen tridimensional de la cara del usuario con la montura y lentes seleccionadas montadas,
- confirmación de una selección por parte del usuario y generación del pedido correspondiente. 2 - Procedimiento según la reivindicación 1 , caracterizado por que dicha etapa de obtención de datos del usuario incluye la obtención de los datos de prescripción del usuario, y dicha etapa de cálculo de por lo menos unas lentes viables se realiza teniendo en cuenta los datos de prescripción del usuario.
3 - Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que dicha obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario comprende la obtención de datos de la anchura de cara, la superficie nasal, la posición de las orejas y la posición de las pupilas en un espacio tridimensional, mediante la obtención de imágenes estereoscópicas de la cabeza del usuario.
4 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicha obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario comprende la toma de imágenes simultáneas en el espectro visible y en el espectro infrarrojo, donde las imágenes en espectro infrarrojo son empleadas para la determinación de la posición de las pupilas.
5 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicha obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario se realiza sin que el usuario lleve ningunas gafas o monturas puestas.
6 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dicha obtención de datos morfológicos de la cabeza del usuario se realiza posicionando un dispositivo de referencia sobre las orejas del usuario.
7 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que en dicha etapa de determinación de la posición óptima de las lentes respecto de la cara del usuario se posicionan las lentes a una distancia del ojo preestablecida, se hace coincidir el eje de visión del ojo con el punto de referencia para el montaje y/o se posicionan las lentes con un ángulo pantoscópico preestablecido. 8 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que en dicha etapa de determinación de las monturas viables, se consideran monturas viables aquellas que permiten el posicionado de las lentes dentro de unos rangos preestablecidos de la posición óptima.
9 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que en dicha etapa de cálculo de por lo menos unas lentes viables, se descartan las monturas con las cuales [a] el diámetro de al menos una de las lentes es superior a un valor máximo preestablecido, [b] el espesor de al menos una de las lentes es menor que un valor preestablecido en algún punto de la misma y/o [c] el espesor de por lo menos una de las lentes es superior a un valor preestablecido en algún punto de la misma.
10 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que dicha etapa de determinación de las monturas viables incluye una etapa de personalización de monturas parametrizadas incluidas en dicha base de datos de monturas, donde la personalización incluye la asignación de valores concretos a unos parámetros presentes en dichas monturas parametrizadas, donde la forma y/o dimensión de dichas monturas parametrizadas depende de los valores que se asignen a dichos parámetros, y donde los valores concretos asignados son tales que generan una forma de la montura parametrizada que posiciona las lentes en unos rangos preestablecidos de su posición óptima.
1 1 - Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que en dicha etapa de personalización se conservan unas características esenciales del diseño y dichos valores concretos están relacionados con las dimensiones faciales del usuario.
12 - Procedimiento según la reivindicación 1 1 , caracterizado por que dichos valores concretos implican que las dimensiones de la montura afectadas por dichos valores concretos coinciden con las dimensiones correspondientes de la cabeza del usuario. 13 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que dicha etapa de personalización de monturas parametrizadas se realiza mediante métodos de deformación de mallas. 14 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que dicha etapa de personalización incluye una etapa de incorporación de al menos un mareaje identificativo en dichas monturas parametrizadas.
15 - Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que dicho mareaje identificativo comprende caracteres alfanuméricos, dibujos, tramas o logotipos.
16 - Procedimiento según una de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado por que dicho mareaje identificativo identifica el usuario, el pedido, la referencia de fabricación, el modelo, la marca, o el distribuidor.
17 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que dicha etapa de selección comprende una etapa de selección de elementos de la montura de entre una pluralidad de opciones disponibles. 18 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por que está implementado en un ordenador, preferentemente en un sistema informático distribuido.
19 - Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por que comprende una etapa de generación de una base de datos de monturas parametrizadas que comprende las siguientes etapas:
- creación de un nuevo diseño de una montura, o importación de los datos 3D de una montura pre-existente, con un diseño que la caracteriza,
- determinación de las características que identifican el diseño de la montura, incluyendo: identificación y separación de las partes de la montura que son independientes del resto y que, por lo tanto, son aptas para ser modificadas sin alterar las dimensiones o aspecto del resto,
determinación de las partes de la montura que van a modificarse conservando una relación de aspecto,
• determinación de las partes de la montura que han de quedar invariantes,
- determinación del modo en que se conectan entre si las partes invariantes de las partes modificables y asignación de parámetros que determinan la modificación de las partes modificables,
- determinación de las restricciones a aplicar sobre el diseño,
- construcción de un modelo tridimensional paramétrico de la montura que conserve las características originales del diseño y que sea apto para ser modificado según un conjunto de grados de libertad definido por los parámetros,
- determinación de los rangos y tipo de variación posibles para cada parámetro de personalización para cada modelo de montura a partir de las restricciones establecidas, y
- determinación de los parámetros de la montura que deben coincidir con ciertos puntos, distancias y/o secciones de la cabeza del usuario. 20 - Procedimiento de fabricación de gafas, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, y una etapa de fabricación y ensamblaje de la montura y las lentes seleccionadas por el usuario.
21 - Procedimiento de fabricación de monturas, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, y una etapa de fabricación de la montura seleccionada por el usuario. 22 - Procedimiento de fabricación de lentes, caracterizado por que comprende un procedimiento de pedido de gafas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, y una etapa de fabricación de las lentes seleccionadas por el usuario. 23 - Procedimiento de suministro de gafas, caracterizado por que comprende un procedimiento de fabricación de gafas según la reivindicación 20, y una etapa de suministro de la montura y las lentes fabricadas y ensambladas.
24 - Procedimiento de generación de datos de una montura parametrizada, caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
- creación de un nuevo diseño de una montura, o importación de los datos 3D de una montura pre-existente, con un diseño que la caracteriza, - determinación de las características que identifican el diseño de la montura, incluyendo: identificación y separación de las partes de la montura que son independientes del resto y que, por lo tanto, son aptas para ser modificadas sin alterar las dimensiones o aspecto del resto,
determinación de las partes de la montura que van a modificarse conservando una relación de aspecto,
determinación de las partes de la montura que han de quedar invariantes, - determinación del modo en que se conectan entre si las partes invariantes de las partes modificables y asignación de parámetros que determinan la modificación de las partes modificables,
- determinación de las restricciones a aplicar sobre el diseño,
- construcción de un modelo tridimensional paramétrico de la montura que conserve las características originales del diseño y que sea apto para ser modificado según un conjunto de grados de libertad definido por los parámetros, - determinación de los rangos y tipo de variación posibles para cada parámetro de personalización para cada modelo de montura a partir de las restricciones establecidas.
25 - Dispositivo de procesado de datos caracterizado por que comprende medios para la ejecución del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.
26 - Dispositivo según la reivindicación 25, caracterizado por que comprende una pluralidad de medios de toma de imágenes (1 ) en el espectro visible y en el espectro infrarrojo, aptos para tomar imágenes de la cabeza del usuario (2) y de las pupilas del usuario (2), respectivamente, y unos medios de sincronización de dichos medios de toma de imágenes (1 ), aptos para sincronizar la toma de imágenes de dichos medios de toma de imágenes (1 ).
27 - Dispositivo según una de las reivindicaciones 25 ó 26, caracterizado por que comprende unos dispositivos de referencia (4) aptos para ser posicionados sobre las orejas del usuario (2) y aptos para referenciar el punto de contacto entre la montura y las orejas del usuario (2).
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