用于測定眼鏡佩戴者的行為、姿勢或幾何形態(tài)特征的方法

文檔序號：1292006閱讀：343來源：國知局

用于測定眼鏡佩戴者的行為、姿勢或幾何形態(tài)特征的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測定眼鏡佩戴者的至少一種行為、姿勢或幾何形態(tài)特征的方法。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟：a)使用一個紅外光源(220，230，240)對該佩戴者的頭部進行照明；b)使用一個紅外圖像傳感器(210)獲取該佩戴者的頭部的一個圖像；c)在該圖像中，對由該眼鏡的兩個鏡片所反射的來自該紅外光源的反射進行定位；并且d)使用一個計算單元(250)推導出所需特征隨該圖像中這些反射的位置的變化。
【專利說明】用于測定眼鏡佩戴者的行為、姿勢或幾何形態(tài)特征的方法

【技術領域】
[0001] 總體而言，本發(fā)明涉及對一位受試者進行測量。
[0002] 它特別（但非排他地）適用于對一位眼鏡佩戴者進行測量以達到針對這一佩戴者所定制的矯正眼科鏡片進行個人化光學設計的目的。
[0003] 更確切地說，它涉及一種用于測定用以優(yōu)化在該佩戴者的面部上一副眼鏡的佩戴位置的至少一種特征的方法和裝置，所述優(yōu)化特征是一副眼鏡的佩戴者的一種幾何形態(tài)、姿勢或行為特征。

【背景技術】
[0004] 在矯正眼科鏡片的設計過程中，歸因于佩戴者和所選擇的眼鏡架，需要考慮許多的個體參數(shù)，稱為個人化光學設計參數(shù)，以便用機器加工鏡片，這樣使得它盡可能最佳地被定制用于該佩戴者。
[0005] 為了測定這些參數(shù)，眼鏡商將所選擇的眼鏡架放到佩戴者的鼻子上并且對如此裝備的佩戴者進行不同的測量操作。因此，眼鏡商可以特定地測定該佩戴者的半瞳孔距離，艮P，該佩戴者的鼻梁與該佩戴者的每個瞳孔之間的距離。
[0006] -種用于檢測眼鏡架中兩個鏡片的位置的方法例如從文獻W02008/009423獲知，所述方法使用了兩個可見光源和兩個圖像傳感器。在這一文獻中，使用了粘附地粘結到這些鏡片的前面的標簽對其進行精確定位。
[0007] 這些圖像傳感器是面向該佩戴者定位的。對于這兩個光源，它們被定位于眼鏡佩戴者的上方，以便對該佩戴者進行照明，而不會在鏡片上產(chǎn)生反射，這些反射會干擾測量。
[0008] 然后，選擇由這兩個光源發(fā)射的光強度以對該佩戴者的面部進行照明，由此正確地對比所獲取的圖像。
[0009] 然而，這種方法具有多種缺點。
[0010] 因此，有必要小心地將標簽粘附地粘結到鏡片上，這需要有人針對這一目的進行訓練。
[0011] 標簽的自動定位難以實施并且具有相當大的失敗率，以致經(jīng)常迫使眼鏡商將這些標簽手動地定位于所獲取的圖像上。
[0012] 標簽呈現(xiàn)在所獲取的圖像中，這對于將在鏡子中以及在所獲取的圖像上看見自己的眼鏡佩戴者來說是很不美觀并且因此是很不討人歡喜的。
[0013] 此外，所獲取的圖像受到環(huán)境光干擾，該環(huán)境光在鏡片上產(chǎn)生雜光反射，這些反射容易隱藏這些標簽。
[0014] 為了獲得一個良好對比的圖像，所選光強度一般使佩戴者目眩。當然，可能的情形是，使用一個閃光燈來改善這一缺點，但這必然會導致佩戴者突然退縮，這一移動容易使這些測量值產(chǎn)生訛誤。
[0015] 最后，該方法不能有效用于處理多副太陽眼鏡，除非將染色鏡片去除，這從最好的方面看是單調(diào)乏味的，并且從最差的方面看，在無鏡框鏡架的情形中是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 為了改善以上提到的現(xiàn)有技術缺點，本發(fā)明提供了一種用于測定一副眼鏡的佩戴者的至少一種幾何形態(tài)、姿勢或行為特征的方法，該方法包括以下步驟：
[0017] a)使用一個紅外光源對該佩戴者的頭部進行照明；
[0018] b)經(jīng)由一個紅外圖像傳感器獲取由該紅外光源照明的該佩戴者的頭部的一個圖像，在該圖像中，呈現(xiàn)了該副眼鏡和該佩戴者的眼睛；
[0019] c)在步驟b)中所獲取的圖像中，對由該副眼鏡的兩個鏡片所反射的該紅外光源的反射和/或由該佩戴者的兩個眼睛之一所反射的該紅外光源的至少一個角膜反射進行定位；并且
[0020] d)取決于所述圖像中這些反射和/或所述角膜反射的位置，通過一個處理單元推導出所述幾何形態(tài)、姿勢或行為特征。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，在進行測量時，該紅外光源未使該佩戴者目眩。
[0022] 另外，該紅外圖像傳感器使得易于對以下位置進行精確定位：
[0023] -在顯示鏡片上反射的位置，因為雜光反射在紅外光域中減少并且有可能在不擾亂該佩戴者的情況下使用一種高光強度，以便將該光源的反射與雜光反射相區(qū)別；和
[0024] _在該佩戴者的瞳孔上反射的位置，因為即使在該副眼鏡的鏡片染色時，該佩戴者的瞳孔在紅外光下也將是可見的。
[0025] 此外，對這些鏡片使用抗反射處理也不是問題，只要這些處理不被設計成減少在紅外光域中的反射。
[0026] 根據(jù)定義，幾何形態(tài)特征在此定義為與該眼鏡佩戴者的面部形狀有關的一種特征。
[0027] 它例如可能會是該佩戴者的瞳孔間距、在該佩戴者的每個瞳孔與眼鏡架的相應鏡框的底部之間的距離（稱為"瞳孔高度"）和/或在該佩戴者的每只眼睛與眼鏡架的相應鏡片之間的距離的一個問題。
[0028] 根據(jù)定義，姿勢特征被定義為與該眼鏡佩戴者在測量坐標系統(tǒng)中的位置有關的一種特征。
[0029] 它例如可能會是在該佩戴者頭部的矢狀平面與攝像機的光軸之間的偏轉角、在該佩戴者頭部的法蘭克福平面（Frankfurt plane)與攝像機的光軸之間的俯仰角和/或該佩戴者頭部關于攝像機的光軸的傾側角的一個問題。
[0030] 根據(jù)定義，行為特征被定義為與該佩戴者對一種刺激物的反應有關的一種特征。
[0031] 它例如可能會是當一個物體出現(xiàn)在該佩戴者的視野中時，該佩戴者轉動其眼睛或頭部來觀測該物體的傾向的一個問題。
[0032] 以下為根據(jù)本發(fā)明的測定方法的其他有利的和非限制性的特征：
[0033] _在步驟c)中，也在步驟b)中所獲取的圖像中對由該佩戴者的兩個角膜所反射的該紅外光源的反射進行了定位；
[0034] -在步驟b)中，所述圖像是在近紅外光域中獲取的，其中包含了在780與1400nm 之間的一個波長；
[0035] -所述姿勢特征包含一個偏轉角，該偏轉角使該佩戴者頭部的矢狀平面與該紅外圖像傳感器的光軸分離；
[0036] _所述幾何形態(tài)特征包含該佩戴者的半瞳孔距離；
[0037] -所述幾何形態(tài)特征包含該佩戴者的瞳孔高度；
[0038] _在步驟b)中，該紅外圖像傳感器獲取了該佩戴者的頭部的至少兩個圖像，在步驟c)中，所述反射被定位于在步驟b)中所獲取的每個圖像中，并且在步驟d)中，所述行為特征包含了對該佩戴者通過移動其頭部或其眼睛來轉動其注視的傾向進行定量的一個系數(shù)；
[0039] _所述幾何形態(tài)特征包含了該佩戴者的眼睛的旋轉中心的位置。
[0040] 本發(fā)明還涉及一種用于測定個體的至少一種幾何形態(tài)、姿勢或行為特征的裝置，該裝置包括：
[0041] -適于對所述個體的頭部進行照明的至少一個紅外光源；
[0042] -適于獲取由該紅外光源照明的所述個體的頭部的一個圖像的一個紅外圖像傳感器；及
[0043] _適于在所述圖像上對由所述個體的瞳孔和/或由所述個體所佩戴的一副眼鏡的兩個鏡片所反射的該紅外光源的反射進行定位，并且適于由其推導出所述幾何形態(tài)、姿勢或行為特征的一個處理單元。
[0044] 以下為根據(jù)本發(fā)明的測定裝置的其他有利的和非限制性的特征：
[0045] -該處理單元是由一個計算機的一個中央處理單元形成，并且其中該紅外光源和該紅外圖像傳感器與該處理單元分開并裝備有適于與該計算機的中央單元通信的通信部件；
[0046] _提供了一種支撐結構，該紅外光源、該紅外圖像傳感器及該處理單元牢固地緊固到該支撐結構上；
[0047] -提供了一個滑塊，該滑塊可移動地安裝于該支撐結構上并且支撐該紅外光源和 /或該紅外圖像傳感器；
[0048]-提供了一個相對于所述圖像傳感器可移動地安裝的單一光源，或彼此遠離以便在所述圖像上產(chǎn)生兩個單獨反射的至少兩個光源；
[0049] _提供了用于使該滑塊的移動電動化的部件，并且其中所述處理單元適于將所述電動化部件自動地控制到一個位置，這樣使得所述個體的面部對于該紅外圖像傳感器為可見的；
[0050] -每個紅外光源是由至少一個發(fā)光二極管構成；
[0051] _該紅外圖像傳感器也適于在可見光域獲取圖像；
[0052] -提供了一個可見光圖像傳感器，該傳感器與該紅外圖像傳感器分開并且適于在該可見光域中獲取該佩戴者的一個圖像；
[0053] -提供了用于顯示和/或打印在該可見光域中所獲取的圖像的部件；并且
[0054] _提供了用于獲取該眼鏡架的至少一種幾何特征的部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055] 作為非限制性實例，關于附圖給出的以下說明將允許了解組成本發(fā)明的內(nèi)容及如何才能進行本發(fā)明。
[0056] 在附圖中：
[0057] -圖1是一位眼鏡佩戴者的頭部的示意性透視圖；
[0058] -圖2是圖1中的眼鏡佩戴者的頭部的示意性俯視圖；
[0059] -圖3是示出了圖1中的眼鏡佩戴者的眼睛以及一個圖像傳感器的示意圖；
[0060] -圖4是適于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的一種裝置的示意性透視圖；
[0061] -圖5到7示出了通過圖3中的圖像傳感器獲取的三個圖像；并且
[0062] -圖8是圖1中的眼鏡佩戴者的頭部的示意性俯視圖。

【具體實施方式】
[0063] 在以下說明中，某些參考符號由一個數(shù)字后加字母G或D組成。這些參考符號則對應地指明了相對于該眼鏡佩戴者定位于左側或右側的元件。因此，該佩戴者的左眼和右眼的參考符號對應地為20G和20D。
[0064] 圖1示出了佩戴一副眼鏡100的個體1的頭部10。這位個體在以下該說明的其余部分中將被稱為"佩戴者"。
[0065] 在這一說明中，還將提到另一位個體，該個體將被稱為"賣主"并且將幫助該佩戴者10選擇一副眼鏡100并對制造眼科鏡片（未示出）所需的數(shù)據(jù)進行測量以便定購這些鏡片并將其裝配到由該佩戴者所選擇的眼鏡架100中。
[0066] 由于這些測量是自動進行的，故這位賣主無需為一位眼鏡商。
[0067] 在進行這些測量之前，該佩戴者將從該賣主可獲得的多副眼鏡中選出一副眼鏡 100。
[0068] 在這些測量過程中，該佩戴者將佩戴這副眼鏡100。
[0069] 該佩戴者將為坐著或站著的，并且其頭部10實質(zhì)上伸直并且被引導朝向一個圖像傳感器210 (參看圖3)。
[0070] 此外，該賣主將要求該佩戴者1注視定位于該圖像傳感器210附近的一個目標 310 (參看圖3)。因此，該佩戴者1的兩只眼睛20G，20D的兩個瞳孔的中心21G，21D以及旋轉中心0D，OG將對應地與該目標310對準。
[0071] 在圖1中，可以看出，該佩戴者1所選擇的該副眼鏡100是全鏡框眼鏡（作為一種變化形式，它們當然可以是任何其他類型的眼鏡，如半鏡框或無鏡框眼鏡）。
[0072] 這副眼鏡100包括一個眼鏡架110,該眼鏡架包括兩個鏡框111G，IllD (或眼線），其中裝配有兩個顯示鏡片150G，150D (預期將被針對該佩戴者的視力所定制的眼科鏡片替換）。
[0073] 這兩個鏡框111G，IllD經(jīng)由一個鼻梁架或梁架113彼此連接，該鼻梁架或梁架裝備有擱在該佩戴者的鼻子上的兩個鼻托。它們還各自裝備有一個擱在該佩戴者1的相應的耳朵上的鏡腿112G，112D。這些鏡腿112G，112D各自沿一個縱軸直線地延伸越過其大部分長度，并且在其端部處成曲形。
[0074] 該眼鏡架110的兩個鏡框111G，IllD各自具有一個凹槽（常稱為帶槽框）凹入其內(nèi)部中，在該凹槽中裝配有一個斜面，該斜面從相應的顯示鏡片150G，150D的邊緣面突出。
[0075] 如圖2所示，此處中平面Pl是相對于眼鏡架110定義，所述中平面盡可能緊密地通到在這兩個鏡框111G，IllD的帶槽框的下緣上的所有點。
[0076] 這一中平面Pl相對于穿過鏡腿112G，112D的縱軸的平面傾斜一定角度，稱為"傾角"。平均起來，一個眼鏡架的傾角為約10度。
[0077] 如圖1所示，在由該圖像傳感器210所獲取的佩戴者1的每個圖像中，眼鏡架110 的鏡框111G，IllD可以借助于根據(jù)"方框系統(tǒng)法"所定義的兩個方框151G，15ID來表征。
[0078] 這些方框系統(tǒng)法方框151G，151D被定義為與眼鏡架110的鏡框111G，111D(或顯示鏡片150G，150D)外切的矩形，其兩條邊是垂直的并且其另外兩條邊是水平的。
[0079] 然后，在每個圖像中，眼鏡架100的可觀測軸A3被定義為與方框系統(tǒng)法方框151G， 151D的垂直邊平行并且與這些垂直邊等距的軸。
[0080] 如圖1所示，法蘭克福平面P3是相對于處于測量位置的佩戴者1定義為穿過該佩戴者的眶下緣和外耳門上緣中點的平面（外耳門上緣中點是在顱骨耳道中的最高點，它對應于耳朵的耳屏點）。因此，在所測量的位置中，這一法蘭克福平面P3將為實質(zhì)上水平的。
[0081] 矢狀平面P2也被定義為與法蘭克福平面P3并且與穿過佩戴者1的兩只眼睛20G， 20D的旋轉中心0G，0D并穿過佩戴者的鼻梁的軸正交的平面。因此，在測量過程中，這一矢狀平面P2將為實質(zhì)上垂直的。其位置將不是由佩戴者1的鼻子的位置推導而是取決于佩戴者1所佩戴的該副眼鏡1〇〇的位置。
[0082] 縱軸Al是相對于佩戴者1的頭部10定義為與法蘭克福平面P3正交，包含在矢狀平面P2中，并且對應于當佩戴者1將其頭部從右邊旋轉到左邊時（即，當他們搖動其頭部說"不"的時候）該佩戴者的頭部10的旋轉軸。在測量位置中，這一縱軸Al將為實質(zhì)上垂直的。
[0083] 額狀軸A4也被定義為法蘭克福平面P3與矢狀平面P2之間的相交軸。
[0084] 橫軸A5也被定義為垂直于縱軸Al和額狀軸A4的軸。
[0085] 在測量位置中，額狀軸A4和橫軸A5這兩個軸將為實質(zhì)上水平的。
[0086] 如圖3所示，佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED被定義為矢狀平面P2與佩戴者1的兩只眼睛20G，20D的旋轉中心0G，OD分開的距離。
[0087] 如圖1所示，佩戴者的瞳孔高度HG, HD對于其自身來說被定義為在每個所獲取的圖像中，佩戴者1的眼睛20G，20D的旋轉中心0G，0D(實際上，它們在該圖像中與佩戴者1 的瞳孔中心21G，21D重合）與相應的方框系統(tǒng)法方框151G，151D的下緣分開的距離。
[0088] 此外，如圖3中所示，水平的平面與垂直的平面是相對于圖像傳感器210定義，這些平面的交集與圖像傳感器210的光軸A2重合。
[0089] 理想地，然后設法對佩戴者1的頭部10進行放置，以使得其法蘭克福平面P3與圖像傳感器210的水平的平面重合并且使得其矢狀平面P2與圖像傳感器210的垂直的平面重合。
[0090] 實際上，一般會觀測到這些平面之間的微小偏移，易于使測量產(chǎn)生訛誤。
[0091] 這一偏移可以借助于三個角度，即傾側角3、俯仰角S及偏轉角a來測量，這三個角度對應于佩戴者1的頭部10自由旋轉的三種方式。
[0092] 因此，偏轉角a將被定義為在佩戴者的頭部10的理想位置（面向光軸A2)與佩戴者的頭部10的實際位置之間佩戴者1的頭部10關于縱軸Al旋轉的角度。這一偏轉角 a將在圖像傳感器210的水平的平面中測量。
[0093] 傾側角P將被定義為在佩戴者的頭部10的理想位置與佩戴者的頭部10的實際位置之間佩戴者1的頭部10關于額狀軸A4旋轉的角度。取決于可觀測軸A3的傾斜度，這一傾側角P在每一所獲取的圖像上將是容易地可測量的。
[0094] 俯仰角S將被定義為在佩戴者的頭部10的理想位置（面向光軸A2)與佩戴者的頭部10的實際位置之間佩戴者1的頭部10關于橫軸A5旋轉的角度。這一俯仰角S將在圖像傳感器210的垂直的平面中測量。
[0095] 圖4示出了裝置200,該裝置使得根據(jù)本發(fā)明的方法能得以實施，并且更一般地說，使得定購有待裝配于佩戴者1所選的眼鏡架110中的眼科鏡片代替顯示鏡片150G，150D 所需的數(shù)據(jù)能得以測量并獲取。
[0096] 這一裝置呈眼鏡亭（spectacle kiosk) 200的形式，同時起到了眼鏡架顯示和測量中心的作用。
[0097] 出于這一目的，它包括至少一個座架201 ; -個光源220, 230, 240 ;-個圖像傳感器210 ;及一個處理單元250。
[0098] 優(yōu)選地，該光源220, 230, 240發(fā)射紅外光并且該圖像傳感器210捕捉紅外圖像。
[0099] 此處將使用的紅外光域是近紅外光，其波長被包含在780與1400nm之間。
[0100] 具體地說，使用紅外光具有眾多優(yōu)勢。它尤其使得在該副眼鏡1〇〇的顯示鏡片 150G，150D上反射的由外部或內(nèi)部光引起的雜光反射能夠得以避免。它還使得有可能防止佩戴者1在測量過程中目眩。最后，它使得由圖像傳感器210所獲取的圖像中佩戴者1的眼睛即使在顯示鏡片150D，150G染色時也有可能看到。
[0101] 該座架可以是一個單件，這樣使得該圖像傳感器和這些光源相對于上面放著眼鏡亭的地板保持固定。在這一情形中，將有必要提供一種高度可調(diào)整的托架，以便能夠放置佩戴者，這樣使得其頭部定位于該圖像傳感器的范圍內(nèi)。
[0102] 相比之下，在圖4中所示的眼鏡亭200的實施例中，座架201包括一個放在地面上的底座202,及一個滑塊205,該滑塊被安裝成相對于底座202沿垂直軸A8平移地移動并且載有光源220, 230, 240及圖像傳感器210。
[0103] 因此，取決于佩戴者1的體格，圖像傳感器210的位置為高度可調(diào)整的。
[0104] 更準確地說，該底座202具有一種中空的平行六面體形狀，它沿垂直軸A8伸長并且具有一個正方形的水平截面。
[0105] 這一底座202具有一個靠近放在地面上的器壁的下端，及一個敞開式上端，該滑塊205經(jīng)由該上端插入。
[0106] 出于這一目的，這一滑塊205具有一個中空的平行六面體形狀，并且水平截面的外部尺寸等于底座202的內(nèi)部尺寸，由此使其能夠在底座202中滑動。
[0107] 這一滑塊205具有一個對底座202的內(nèi)部敞開的下端，及一個靠近平坦器壁的上端。
[0108] 該滑塊205在兩個相對的側面上具有兩個突出銷204,這些突出銷被插入在該底座202的兩個相對的側面中制造的兩個垂直的長圓孔203中，以便允許沿垂直軸A8在兩個 (高和低）停止位置之間平移地導引該滑塊205。
[0109] 此外，還提供了電動化的致動部件（未示出），該部件使得該滑塊205能在底座 202中上升并且下降到所希望的高度。
[0110] 還提供了用于測定該滑塊205在底座202中的高度的部件（例如與齒條相關聯(lián)的編碼輪）。
[0111] 此外，座架200還具有兩個側翼206, 207,這些側翼毗連它轉向佩戴者1的前面。
[0112] 這兩個側翼206，207是由垂直壁形成，這些垂直壁略向前彎曲并且被安裝在底座 202的提供垂直的長圓孔203的兩個相對的側面上的鉸鏈上。
[0113] 此外，這些側翼206, 207的前面裝備有吊鉤（未示出），其上擱有佩戴者自行選擇的眼鏡架。
[0114] 在圖4中，可以看出，滑塊205載有至少兩個（此處三個）適于對處于測量位置的佩戴者1的頭部10進行照明的紅外光源220, 230, 240。
[0115] 這些光源220, 230, 240優(yōu)選地分布在該圖像傳感器的任一側上，在圖像傳感器 210的垂直平面中。
[0116] 這三個光源220, 230, 240此處被安裝成相對于滑塊205為平移地固定的并且由多個發(fā)光二極管（LED)形成。
[0117] 這些光源之一，稱為主光源220,與圖像傳感器210相距一段較短距離（S卩，此處距該圖像傳感器不到IOcm)定位。它由沿圓形分布的多個LED構成。這些LED直接地緊固到滑塊205上。如圖4中所示，這一主光源220被定位于該圖像傳感器210的上方。
[0118] 另兩個光源，稱為次光源230, 240, 一個定位在圖像傳感器210的上方且另一個在其下方。它們各自由數(shù)量等于主光源220中所用LED的數(shù)量的LED構成，這些LED沿兩個同心圓分布。它們發(fā)射的光強度比主光源220所發(fā)射的光強度更低。由次光源230, 240發(fā) 射的光強度是以與主光源220所發(fā)射的強度相同的方式可調(diào)整的。
[0119] 這兩個次光源230, 240被緊固到基底231，241上，這些基底被安裝成能夠相對于滑塊205關于兩個單獨的水平旋轉軸A6, A7可旋轉地移動。依靠這一移動性，可能的情形是，將這些次光源230,240手動地引導向佩戴者1的頭部10。
[0120] 更準確地說，這三個光源220, 230, 240被設計成在佩戴者1所佩戴的該副眼鏡100 的顯示鏡片150G，150D上形成單獨的反射。
[0121] 因此，當所有光源220, 230, 240在兩個顯示鏡片150G，150D上被反射時，圖像傳感器210可以觀測到六個玻璃反射。
[0122] 使用三個光源220, 230, 240使得圖像傳感器201能看到這些反射中的至少一些，無論佩戴者1的頭部的俯仰角S如何。具體地說，應了解的是，當佩戴者1向前傾斜其頭部時，通過圖像傳感器210看到的反射向上縮并且最終離開顯示鏡片150G，150D。
[0123] 此外，三個光源220, 230, 240在佩戴者1的每只眼睛上形成單個反射，稱為角膜反射。
[0124] 圖6示出了三個光源220, 230, 240中僅兩個在兩個顯示鏡片150G，150D上反射的情形。因此，在兩個顯示鏡片150G，150D上觀測到由主光源220和一個次光源230產(chǎn)生的四個玻璃反射160G，160D，161G，161D，以及兩個角膜反射162G，162D。相比之下，第三個光源240關于佩戴者1的頭部的俯仰角S太小而無法在顯示鏡片150G，150D上產(chǎn)生反射。
[0125] 當然，作為一種變化形式，可以提供僅包括一個單一紅外光源的眼鏡亭。
[0126] 該紅外光源可以相對于該圖像傳感器固定不動地安裝在一個預先設定的位置上。然后，將優(yōu)選使用一種大小相當大以產(chǎn)生一種可檢測的角膜反射的光源。此外，考慮到鏡架平均傾角，這一光源須被放置成使得在佩戴者1的頭部10理想地放置（法蘭克福平面P3與圖像傳感器210的水平的平面重合并且矢狀平面P2與圖像傳感器210的垂直的平面重合）時，該光源所產(chǎn)生的兩個玻璃反射定位于顯不鏡片150G，150D的實質(zhì)上一半長度上（即，在穿過該鏡架的兩個方框系統(tǒng)法方框的中心的軸上）。
[0127] 因此，將推薦在測量過程中檢查該佩戴者的頭部保持較小的俯仰角，以使得該圖像傳感器可以看到這一光源在顯示鏡片上的反射。
[0128] 根據(jù)另一種變化形式，將有可能使這種單一光源被安裝成相對于該圖像傳感器為垂直地平移可移動的，以便補償該佩戴者的頭部的俯仰角。
[0129] 如圖4中所示，此處的眼鏡亭200包括了具有一個水平光軸A2的一個單一圖像傳感器210。
[0130] 此處，這一圖像傳感器是由適于在近紅外和可見光中獲取圖像的一個攝像機210 形成。
[0131] 此處，這一攝像機是編號為FCB-EX490的Sony?攝像機。它裝備有一個紅外濾光片，該濾光片可以在它過濾紅外光以使得攝像機210能夠在可見光域中獲取圖像（以下稱為"可見光圖像"）的正常位置與它允許紅外光通到該傳感器，然后該傳感器可以獲取在紅外光域中的圖像（以下稱為"紅外圖像"）的收縮位置之間轉換。
[0132] 由此，這一攝像機適于獲取佩戴者的紅外圖像，其中清楚地呈現(xiàn)了玻璃反射和角膜反射；及佩戴者的可見光圖像，使該佩戴者能夠檢查所選該副眼鏡1〇〇適合他/她。
[0133] 當然，作為一種變化形式，將有可能不僅僅提供一個攝像機，而是兩個單獨的攝像機，一個適于獲取紅外圖像并且另一個適于獲取可見光圖像。
[0134] 此處，該滑塊205的前壁含有靠近一個單面鏡的一個窗口，該攝像機210定位于在該窗口之后。因此，從該眼鏡亭200的外部不能看到該攝像機210,但它仍然適于獲取處于眼鏡亭200前部的個體的圖像。
[0135] 然后，該攝像機210被安裝在該眼鏡亭200中，這樣使得其物鏡被定位成與這一單面鏡的背面接觸或靠近該背面。
[0136] 此外，攝像機210的物鏡被一個不透明的側壁包圍，以防止雜光反射呈現(xiàn)在所獲取的圖像中。
[0137] 在本實例中，此處所有的攝像機都被收納在一個不透明外殼中，該外殼經(jīng)由一個小孔對前面敞開，該物鏡通過該小孔顯露出來，這一外殼被定位成與該單面鏡的背面接觸。
[0138] 此外，眼鏡亭200還包括至少一個目標310,它定位于攝像機210的物鏡的旁邊并且與該物鏡相距一段較短距離，這樣使得處于測量位置的佩戴者1可以看到它。
[0139] 此處，這一目標310包括在該滑塊205的器壁中制造的一個窗口 208,介于攝像機 210的物鏡與次光源230, 240之間，通過該窗口可以看到LED。實際上，這一 LED在此處被定位于座架200的底座202中，并且借助于一組鏡子向該窗口 208反射。
[0140] 這一目標310使得該佩戴者1的注視在測量過程中被引向該攝像機210的物鏡。
[0141] 還提供了兩個另外的目標320, 330,這些目標定位于座架200的側翼206, 207的外緣上，在攝像機210的水平的平面中。
[0142] 如本文其余部分將更詳細地描述，這些另外的目標320,330將使得佩戴者1的注視被依序引向該眼鏡亭200的一側并且然后另一側，以便確定這一佩戴者1是否具有通過移動其頭部10或其眼睛20G，20D來轉動其注視的傾向。
[0143] 此外，還提供了對應地安置在座架200的兩個側翼206,207的上緣上的兩個熒光管260,這些熒光管對佩戴者1的頭部10進行照明，這樣使得由該攝像機210獲取的可見光圖像適當?shù)乇┞冻鰜怼?br> [0144] 在這兩個側翼之一 206中，還提供了用于顯示的部件270和用于打印所獲取的可見光圖像的部件280。
[0145] 此處，該顯示部件由一個觸摸屏270組成，該觸摸屏緊固到該側翼206的前面，使得處于測量位置的佩戴者1可見。
[0146] 對于該打印部件，它們被設計用于打印出概述有關眼科鏡片的定購數(shù)據(jù)的圖表，在該圖表上呈現(xiàn)了佩戴者的照片。
[0147] 此外，還提供了用于掃描佩戴者1的處方的部件。
[0148] 此處，該打印部件和該掃描部件合并為一體，并且由定位于一個外殼中的一個單一多功能彩色打印機280組成，該外殼被設置成凹入該座架200的側翼206的前面中。
[0149] 當然，作為一種變化形式，也有可能提供兩個單獨的設備，一個用于打印概述性圖表并且另一個用于掃描這些處方。
[0150] 最后，在這兩個側翼的另一個207上，提供了一種用于獲取該副眼鏡100的至少一個尺寸的部件。具體地說，由該攝像機210所獲取的圖像不能測定該佩戴者1的該副眼鏡 100的尺寸。因此，需要按比例縮放所獲取的圖像。
[0151] 以上提到的獲取部件290可以呈不同的形式。
[0152] 優(yōu)選地，它們包括了連接到一個數(shù)據(jù)庫的一個條形碼讀取器290,該數(shù)據(jù)庫的每條記錄都與一個眼鏡架模型相關并且包括與這一眼鏡架模型有關的一個標識符和數(shù)據(jù)。
[0153] 在本實例中，每條記錄的標識符是由分配給該眼鏡架模型的條形碼的編號形成。
[0154] 對于每條記錄中所存儲的數(shù)據(jù)，此處它們包括：
[0155] -在兩個鏡腿112D，112G之間所測量的所討論的模型的眼鏡架的總寬度；
[0156] -這些眼鏡架的鏡框的方框系統(tǒng)法方框151G，151D的高度與長度之間的比率；及
[0157] -這兩個方框系統(tǒng)法方框151G，151D分開的距離。
[0158] 當然，該數(shù)據(jù)庫的每條記錄中所存儲的數(shù)據(jù)可以包括更少數(shù)量的要素（例如，僅眼鏡架的總寬度）或更多數(shù)量的要素（例如鏡框的確切形狀、眼鏡架的材料、眼鏡架的傾角和面型角度等）。
[0159] 作為一種變化形式，這些獲取部件可以僅包括一個簡易鍵盤（一個物理鍵盤或在該觸摸屏上顯示的一個鍵盤），從而允許賣主：
[0160] -輸入所選眼鏡架110的寬度，該寬度是他或她將使用一個標尺事先測量的；并且
[0161] -在所獲取的圖像上將兩個光標安置在兩點處，他或她在這兩點間測量該鏡架的覽度。
[0162] 作為又另一種變化形式，這些獲取部件可以僅包括一個已知尺寸的簡易測量儀器，該測量儀器將被附接到所選眼鏡架上（通過夾子緊固、粘合劑粘結或任何其他手段），以便在由該攝像機所獲取的每個圖像中獲得一個已知尺寸的參照物，由此允許對這一圖像進行按比例縮放。
[0163] 如圖4所示，眼鏡亭200的處理單元250對于其自身來說是被收納在座架200的底座202中。它被設計用于控制該眼鏡亭200的不同電子組件并且對由該攝像機210所獲取的圖像進行處理。
[0164] 出于這一目的，這一處理單元250包括一個處理器（CPU)、一個隨機存取存儲器 (RAM)、一個只讀存儲器（ROM)、模擬到數(shù)字（A/D)變換器及不同的輸入、輸出及通信接口。
[0165] 依靠其輸入接口，該處理單元250適于接收由該攝像機210所獲取的圖像、由所述測定部件所測量的該底座202中滑塊205的高度，及由該條形碼讀取器290讀取的所選眼鏡架的條形碼編號。
[0166] 因此，該處理單元250不斷地將這些不同數(shù)據(jù)儲存在其隨機存取存儲器中。
[0167] 依靠其只讀存儲器中所儲存的軟件程序，該處理單元250適于實施這一說明的其余部分中將描述的所有方法。因此，它例如適于產(chǎn)生多種用于控制對該擺動205進行致動以便將其安置在所希望的高度處的部件的信號，以及含有用于定購眼科鏡片的數(shù)據(jù)的通信信號。
[0168] 依靠其輸出接口，該處理單兀250適于將這些輸出信號傳輸?shù)皆撗坨R亭200的不同電子組件，尤其是攝像機210、光源220,230,240、觸摸屏270、多功能打印機280、目標 310, 320, 330,及用于對該滑塊205進行致動的部件。
[0169] 依靠其通信接口，該處理單元250適于將通信信號傳輸?shù)揭粋€用于制造眼科鏡片的中心。最后，提供了一個用于對該眼鏡亭200加電的開關。
[0170] 在佩戴者1到達之前，賣主使用了設置用于這一目的的開關對該眼鏡亭200加電。
[0171] 在加電過程中，控制單元控制熒光管260的電力供應，以便對在眼鏡亭200的座架 201的側翼206, 207上正在顯示的多副眼鏡進行照明。
[0172] 對于三個紅外光源220, 230, 240,它們?nèi)躁P閉。
[0173] 接下來，當個體在閱讀了屏幕上邀請其自我介紹的信息之后介紹自己時，他或她從眼鏡亭200的座架201的側翼206, 207上正在顯示的所有那些眼鏡中選出一副眼鏡100。在這些圖式所示出的實例中，所選該副眼鏡是全鏡框的。接下來，當該屏幕上顯示的信息邀請個體向賣主要求該方案其余部分時，該個體照此進行。
[0174] 接下來，提供了一種用于測定所選眼鏡架110的特征尺寸的操作。
[0175] 如以上所描述的，特別地提供這一操作以便允許對所獲取的圖像進行按比例縮放。
[0176] 在這一操作過程中，賣主將所選眼鏡架110的條形碼放在條形碼讀取器290的前面。然后，處理單元250依靠該條形碼編號搜索數(shù)據(jù)庫中與這一眼鏡架110相對應的記錄，然后它在其只讀存儲器中恢復并儲存以下數(shù)據(jù)：眼鏡架110的總寬度、這一眼鏡架110的鏡框111D，IllG的方框系統(tǒng)法方框151G，151D的高度與寬度的比率，及這兩個方框系統(tǒng)法方框151G，151D分開的距尚。
[0177] 當然，如以上所描述的，這一條形碼讀取操作可以被一個對于賣主來說更簡易的操作替代，該操作在于使用標尺測量該眼鏡架的總寬度；將所述寬度輸入到該觸摸屏上所顯示的虛擬鍵盤上；并且在所獲取的圖像上將兩個光標安置在兩點處，該賣主在該兩點之間測量鏡架的寬度（這一用于安置該兩點的操作有可能作為自動地進行的一種變化形式）。
[0178] 然后，提供了一個用于獲取佩戴者1的處方的操作，該處方將事先在驗光技師處獲得。
[0179] 這些處方一般被寫在一張?zhí)幏焦{上并且確切地說，包括鏡片類型（單焦點、雙焦點、漸進式、染色型等）及這些鏡片必須矯正該佩戴者的視力缺陷的折射力（即，其球面、柱面及棱面光焦度，以及其圓柱軸）。當然，它們可以包括其他信息，如在雙焦點或漸進式鏡片的情況下多焦點。
[0180] 在這一操作過程中，然后，賣主取得該處方箋并且使用多功能打印機280對其進行掃描，由此該處理單元250可以將所掃描的這一處方箋的圖像儲存在其只讀存儲器中。
[0181] 賣主還可以詢問佩戴者選擇他們希望在其眼科鏡片上進行的處理（抗反射、疏水性等）并且將這一信息輸入到該處理單元250為這一目的而顯示在該觸摸屏270上的字段中。
[0182] 一旦獲取了這一信息，該處理單元250就對第一目標310加電。
[0183] 它還在該觸摸屏270上顯示：
[0184] _指示這些測量操作可以開始的一個信息；
[0185] -由該攝像機210 "實時"獲取的圖像；及
[0186] -在相對方向上定向的兩個箭頭，一個向上指并且另一個向下指，用于上下移動該滑塊205。
[0187] 然后，該賣主首先邀請該佩戴者1戴上其眼鏡并且在以下所有檢查的過程中繼續(xù) 戴著眼鏡。
[0188] 如這一說明的其余部分中將詳細地論述，這些檢查然后將允許該眼鏡亭200測定該佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED和瞳孔高度HG, HD，以及高級的個人化參數(shù)，如眼鏡架110 與佩戴者1的每只眼睛之間的距離VG，VD(圖8)、其注視的移動行為等。
[0189] 為此，賣主要求該佩戴者1面向該眼鏡亭200,處于測量位置，并且注視第一目標 310,同時保持其頭部伸直，這樣使得其法蘭克福平面P3為實質(zhì)上水平的并且其矢狀平面 P2為實質(zhì)上垂直的。
[0190] 此處，佩戴者1被邀請面向該眼鏡亭200的座架201的滑塊205站立。
[0191] 然后，該賣主將該滑塊205的位置調(diào)整到適于該佩戴者1的高度的一種高度。出于這一目的，他或她使用了觸摸屏270上顯示的箭頭來控制該滑塊205向上或向下運動，直到它的高度使得該佩戴者1的整個面部都呈現(xiàn)在該攝像機210所獲取并且顯示于觸摸屏270 上的圖像中。
[0192] 因此，在這一位置，該佩戴者1的整個面部都被包含在該攝像機210的視野中。
[0193] 當然，這一用于將攝像機210安置在該佩戴者1的頭部10的高度的操作可以按另一種方式進行。
[0194] 因此，它可以通過該處理單元自動地進行，該處理單元將處理由該攝像機所獲取的圖像以便分辨其中的眼鏡架，并且該處理單元將相應地控制該搖動到一定高度，以便將該眼鏡架定位在由該攝像機所獲取的圖像的中心處。
[0195] 作為一種變化形式，如果該圖像傳感器不是相對于地面可移動地安裝的，那么這一安置操作將有可能通過要求佩戴者坐在一個托架上來進行，該托架的高度將事先經(jīng)過調(diào) 整。
[0196] -旦進行了這一用于相對于攝像機210來安置佩戴者1的操作，該賣主就通過按壓在觸摸屏270上所顯示的特定按鈕上來起始測量。
[0197] 然后，控制單元250開啟三個紅外光源220, 230, 240達到標稱強度。
[0198] 當然，該控制單元可以取決于外部光的強度來調(diào)節(jié)這一強度，以便防止外部光干擾測量。然而，使用紅外光使這些干擾受到限制，達到標稱強度一般足夠的程度。
[0199] 使用三個單獨光源220, 230, 240則確保在該副眼鏡100的每個顯示鏡片150G， 150D上存在至少一個反射，當然條件是佩戴者1不會四周轉動其頭部。
[0200] 在該眼鏡亭僅包括一個在高度方向上相對于該攝像機可移動的光源的變化形式中，用于安置該佩戴者面向該攝像機的操作將在用于安置該光源的一個自動操作之后進行。在這一操作過程中，該處理單元將改變該光源的高度并且將處理由該攝像機所獲取的圖像以便使該光源固定在使玻璃反射集中在顯示鏡片上的高度。
[0201] 不管可能是何種情形，該賣主接著要求佩戴者1將其頭部10關于縱軸Al從右邊轉向左邊并且從左邊轉向右邊（由此搖動其頭部說"不"）。
[0202] 他或她被告知必須緩慢地（經(jīng)一段長于一秒的時間）以一種較小的幅度（約10 度）移動。
[0203] 作為一種變化形式，可以提供可移動地安裝該攝像機和這些光源，以使得它們關于該佩戴者的頭部的縱軸一起樞轉。因此，該佩戴者將無需移動其頭部。
[0204] 接下來，當佩戴者1開始以所請求的方式轉動其頭部時，該賣主按壓在用于起始這些測量的一個按鈕上，所述按鈕被顯示在觸摸屏270上。
[0205] 然后，該攝像機獲取多個紅外圖像，在這些圖像上，呈現(xiàn)了佩戴者1的頭部10和其眼鏡100。
[0206] 所獲取的圖像首先被儲存于處理單元250的隨機存取存儲器中。然后，由該處理單元250選出被判斷為可用的某些圖像并且將其儲存于其只讀存儲器中。所獲取的圖像的選擇是按以下方式進行的。
[0207] 所獲取的圖像可以含有多個玻璃反射（最多6個），每個玻璃反射160G，160D， 161G，161D依照不同標準，尤其是依照其以下各項個別地進行評分：
[0208] -形狀（寬度、高度、寬度/高度比）；及
[0209] -強度（亮度）。
[0210] 另外，根據(jù)其他標準，尤其是以下標準，對每一對反射（對應地由一個給定光源產(chǎn) 生并且被兩個顯示鏡片反射）進行評分：
[0211] -這些反射之間的距離；
[0212] _它們相對于方框系統(tǒng)法方框的水平軸的水平性；及
[0213] -通過這些反射的面積的比較。
[0214] 此處，歸因于每一標準的分數(shù)不是二進制的。
[0215] 可以例如使其在0與1之間不斷地變化，這樣使得：
[0216] -如果該標準被包含在其標稱值（處理單元250的只讀存儲器中預先設定并且儲存的）的90%與110%之間，那么它等于1 ;
[0217] -如果該標準高于其標稱值的120%或低于其標稱值的70%，那么它等于0 ;并且
[0218] -它在70%與90%之間并且在110%與120%之間線性地變化。
[0219] 適用于這些玻璃反射的標準同樣可以加以必要的變更而適用于角膜反射162G， 162D。適用于角膜反射的一個另外的標準將為每一角膜反射與可觀測軸A3分開的距離。
[0220] 因此，一個圖像被選擇的可能性隨歸因于以上提到的不同標準的分數(shù)的乘積而增加。
[0221] 可以例如使所選的圖像為這些分數(shù)的乘積高于預先設定的臨界值的那些。
[0222] 作為一種變化形式，可以使所選的圖像為這些分數(shù)的乘積最高的那些。
[0223] 此外，如果歸因于其的分數(shù)之一低于另一個預先設定的臨界值，那么可以將一個圖像自動地排除。
[0224] 因此，如果在一個所獲取的圖像中，佩戴者1的頭部轉動過大的偏轉角并且這些玻璃反射不再出現(xiàn)在顯示鏡片150G，150D的輪廓內(nèi)，那么這一圖像被自動地排除。
[0225] 此外，如果在一個所獲取的圖像中，佩戴者1的頭部傾斜過大的傾側角P并且由一個給定光源所產(chǎn)生的玻璃反射的高度在兩個顯示鏡片上有所偏移，那么這一圖像在該偏移確實地過大時將有可能被排除，或在歸因于其他標準的分數(shù)較高時被選擇。
[0226] 因此，處理單元250獲得有限數(shù)量的紅外圖像可用于該方法的其余部分中。
[0227] 在這一說明中，為清楚起見，處理單元250將被認為僅選擇了三個紅外圖像301， 302, 303-示于圖5到7中。
[0228] 優(yōu)選地，當該處理單元選出了至少10個不同圖像時，它將停止圖像獲取。
[0229] 接下來，該處理單元250轉換該攝像機210的紅外濾光片以便儲存該佩戴者1的面部的可見光圖像。
[0230] 它同時關閉紅外光源220, 230, 240并且在觸摸屏270上顯示一條信息，向該佩戴者指示他們可以停止轉動其頭部。
[0231] 因此，這條信息是在處理單元250選出了預先設定的數(shù)量的圖像（此處等于10) 之后顯不。
[0232] 作為一種變化形式，可以使這條信息在預先設定的時間長度（例如，等于10秒）之后顯示，該時間長度被認為長到足以允許獲得足夠大數(shù)量的可用圖像。然后，有可能在獲取了所有圖像之后，隨后對這些圖像進行選擇。
[0233] 一旦選出了圖像301，302, 303,該處理單元250就計算在這些圖像中的每一個中佩戴者1的頭部10的偏轉角ct。
[0234] 這一偏轉角a是通過在每個圖像301，302, 303中相對于佩戴者1的頭部的矢狀平面P2對玻璃反射160D，160G，161D，161G進行定位來計算。
[0235] 此處，更準確地說，這一偏轉角是通過相對于眼鏡架的可觀測軸A3 (因為其位置實質(zhì)上對應于矢狀平面P2與眼鏡架110的中平面Pl的交集）對玻璃反射160D，160G，161D， 16IG進行定位來測定。
[0236] 眼鏡架110的可觀測軸A3的位置是分3個步驟獲得的，這些步驟在于：
[0237] -在每個圖像301，302, 303中對眼鏡架110,并且尤其是這一眼鏡架的鏡框111D， 11IG進行定位；
[0238] _在每個圖像301，302,303上安置方框系統(tǒng)法方框1516，1510;并且
[0239] -確定在這兩個方框系統(tǒng)法方框之間穿過的軸的位置，該位置實際上對應于可觀測軸A3。
[0240] 此處，使用紅外光使得更容易定位眼鏡架110,其輪廓自佩戴者1的面部輪廓突顯出來。
[0241] 因此，在每個圖像301，302,303中佩戴者1的頭部10的偏轉角是隨玻璃反射 160D，160G，161D，161G與可觀測軸A3分開的距離而變化來計算。
[0242] 典型地，如圖5到7清楚地示出，該處理單元250測定在每個圖像301，302, 303中可觀測軸A3與兩個最大的玻璃反射160G，160D (如果由主光源產(chǎn)生的玻璃反射未呈現(xiàn)在所獲取的圖像上，那么僅使用由次光源產(chǎn)生的玻璃反射）的中心分開的距離XD3tll,XG 3tll,XD3tl2, -^G302J XD303J XG303O
[0243] 然后，按以下方式測定每個圖像301，302, 303中佩戴者1的頭部10的偏轉角a i :
[0244] a i = L (XGi - XDi) AXGJXDi)，其中 i 在 301 到 303 的范圍內(nèi)。
[0245] 系數(shù)k則為與該眼鏡架的面型有關的一個常數(shù)。
[0246] 這一系數(shù)k將有可能通過儲存在該處理單元250的只讀存儲器中的一個預先設定并且不變的常數(shù)形成。因此，不管該佩戴者所選擇的眼鏡架如何，它將始終是相同的。這一系數(shù)k接著將有可能基于眼鏡架的一個代表性樣品憑經(jīng)驗確定，并且由此被選擇為等于約 40。。
[0247] 作為一種變化形式，這一系數(shù)k將有可能通過與客戶所選擇的眼鏡架相關聯(lián)的一個預先設定的常數(shù)來形成。在這一變化形式中，這一系數(shù)k則將針對每個眼鏡架模型憑經(jīng) 驗確定，然后被儲存于數(shù)據(jù)庫中以便在計算佩戴者1的頭部10的偏轉角a i的過程中為可存取的。
[0248] 這一偏轉角有可能按另一種方式確定。
[0249] 作為舉例，可以使該眼鏡架裝備一個參考點系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分開一段已知的真實距離的容易地可精確定位的幾何特征；并且隨所獲取的圖像中這些幾何特征分開的距離來測定偏轉角（事先設定為1:1的比例尺）。此種方法詳細地描述于文獻WO 2008/132356 中。
[0250] 在這一階段，該處理單元250在其存儲器中儲存了每個所選圖像301，302, 303中該佩戴者1的頭部10的偏轉角a 3(11，a 3(12, a 3。3。
[0251] 然后，該處理單元測定佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED隨所選圖像301，302, 303的至少一個中佩戴者1的角膜反射162G，162D的位置的變化。
[0252] 它可以按不同方式進行此操作。此處描述兩種不同的方法。
[0253] 第一種方法在于，從所選圖像301，302, 303中選出一個圖像302,即，所計算的偏轉角a 3(12最小的那個圖像，然后考慮在這一選出的圖像302中，面對佩戴者1的頭部10。然后，有可能從這一圖像302中直接地讀取半瞳孔距離EG，ED。
[0254] 然而，這種方法需要在這些圖像中獲取并選擇足夠大數(shù)量的圖像301，302,303，其中之一有效地示出了看到實質(zhì)上面對的佩戴者1的頭部。
[0255] 更準確地說，這一方法則按以下方式實施。
[0256] 然后，處理單元250在這一選出的圖像302中定位角膜反射162G，162D，這些反射相對于玻璃反射是偏離中心的。
[0257] 接下來，該處理單元258測定可觀測軸A3與這些角膜反射162G，162D中每一個分開的距離 EG3tl2, ED3tl2。
[0258] 然后，對這些距離EG3Q2，ED3Q2進行按比例縮放，由此使得該處理單元250能夠獲得佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED。
[0259] 第二種方法在于，考慮了所有所選擇的圖像301，302,303，然后使用一種統(tǒng)計學方法，對佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED進行評估。
[0260] 這一統(tǒng)計學方法不僅允許對佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED進行評估，而且還允許評估眼鏡架110的中平面Pl與佩戴者1的眼睛20G，20D的旋轉中心0G，OD分開的眼睛/ 眼鏡距離VG，VD。
[0261] 然后，對佩戴者1的兩只眼睛20G，20D之一實施這一統(tǒng)計學方法。
[0262] 此處，如圖8中所示，將對佩戴者1的左眼20G實施該方法，以便測定他或她的半瞳孔距離EG和他或她的左眼/眼鏡距離VG。
[0263] 一般來說，該統(tǒng)計學方法是基于觀測到，根據(jù)每個圖像301，302, 303中所呈現(xiàn)的左眼角膜反射162G，已知上面定位有佩戴者1的左眼20G的旋轉中心OG的軸A9 (參看圖 8)，并且因此，仍有待測定的是這一軸A9上旋轉中心OG的位置。
[0264] 這一統(tǒng)計學方法則將在于：
[0265] -在每個圖像301，302,303中模擬多個眼睛/眼鏡距離￥61，￥62，￥63(此處為3 個數(shù)值，以便使說明和附圖更清楚）；
[0266] -然后，測定與這些模擬的距離中的每一個相對應的左半瞳孔距離（稱為"模擬的左半瞳孔距離 EGl3tll, EG23Q1，EG33Q1，EGl3tl2, EG23Q2, EG33Q2, EGl3tl3, EG23Q3, EG33Q3"）隨所有這些模擬的左半瞳孔距離的變化；
[0267] -確定這些模擬的眼睛/眼鏡距離VG1，VG2, VG3中哪一個最接近于佩戴者1的實際眼睛/眼鏡距離VG。
[0268] 更準確地說，此處該處理單元250考慮了儲存在其只讀存儲器中的三個預先設定的模擬的眼睛/眼鏡距離VGl，VG2，VG3。作為一種變化形式，并且優(yōu)選地，它將考慮超過10 個的多個模擬的眼睛/眼鏡距離。
[0269] 然后，對于這些模擬的眼睛/眼鏡距離中的每一個，并且對于所獲取的圖像中的每一個（指數(shù)i在這一實例中在301到303間變化），該處理單元250迭代地計算（迭代指數(shù)k在1到n間變化）：
[0270] Zli k = Zbj+VGl. cos ( a +EGli ^1. sin ( a ,
[0271] Z2i，k = Zbi+VG2. cos ( a J +EGSiH. sin ( a 汐，
[0272] Z3i;k = Zbi+VG3. cos(a D+EGSlh. sin(a J，其中：
[0273] -EGli;(l，EG2i;(l，EG3i;(l任意地設定為一個預先設定的值，此處被選擇為等于 32. 5mm ；
[0274] -Zbi,在每個圖像中可觀測軸A3與攝像機210的物鏡的總平面P4分開的距離（并且考慮到該圖像中相對于其實際寬度所考慮的鏡架的寬度，及佩戴者的頭部的偏轉角a i，該距離是容易地可測定的）；
[0275] -Zli,k，k，模擬的位置與佩戴者1的左眼20G的旋轉中心OG和攝像機210 的物鏡的主平面P4分開的距離。
[0276] 如果我們指示：
[0277] -xQM和yQM :相對于這一圖像的中心，圖像i中旋轉中心OG的坐標，以像素表示；
[0278] -X，Y，Z :在攝像機的參照系中旋轉中心OG的坐標，以mm表示；及
[0279] -K，距攝像機的平面一米的一個物體的像素大小，以mm表示。
[0280] 則可以寫出以下方程：
[0281] Xli k - Zli k. K. x0Gi
[0282] Yli k - Zli；k. K. y 0Gi
[0283] Zlik = Zl ik
[0284] X2i；k - Z2 i；k. K. x0Gi
[0285] Y2i；k - Z2 i；k. K. y0Gi
[0286] Z2ik = Z2 i;k
[0287] X3i；k 一 Z3i；k. K. x 0Gi
[0288] Y3i；k - Z3 i；k. K. y0Gi
[0289] Z3ik = Z3 i;k
[0290] 對于圖像i，以P2i表示的矢狀平面可以例如被定義為包括以下三個點的平面：
[0291] -Ai :定位于可觀測軸A3上的一個點，對應于連接兩個方框系統(tǒng)法方框151G，151D 的兩個最接近的上隅角的區(qū)段的中心；
[0292] -Bi :定位于可觀測軸A3上的一個點，對應于連接兩個方框系統(tǒng)法方框151G，151D 的兩個最接近的下隅角的區(qū)段的中心；
[0293] -Ci :定位于通過點Ai并且垂直于眼鏡架110的中平面Pl的軸上的一個點，該點在該鏡架的參照系中的坐標使得向量A iCi具有坐標（x。，y。，z。)，其中x。= 0并且y。= 0。
[0294] 如果我們指示：
[0295] _(xAi，yAi)，圖像i中的點Ai的坐標；
[0296] _XAi，YAi，ZAi，在攝像機的參照系中的點A i的坐標；
[0297] _(xBi，yBi)，圖像i中的點Ai的坐標；
[0298] _XBi，YBi，ZBi，在攝像機的參照系中的點B i的坐標；
[0299] -Xa，YCi，Za，在攝像機的參照系中的點C i的坐標；及
[0300] -Mi,描述了在攝像機的空間中該鏡架的姿態(tài)的三維旋轉矩陣（由角度a、P、及 3構造）。
[0301] 然后，由于已知可觀測軸A3到攝像機的平面P4的距離，故ZAi和ZBi為已知的，并且可以寫出以下方程：
[0302] XAi = ZAi. K. xAi
[0303] YAi = YAi. K. yAi
[0304] XBi = ZBi. K. xBi
[0305] YBi - YBi. K. yBi
[0306] 并且，在旋轉矩陣M倒置之后：
[0307] (Xci-XAi) = M -1 (0, 0). xc+M _1 (0, I). yc+M_1 (0, 2). zc
[0308] (YCi_YAi) = M- 1 (1，0) ? Xc+M-1 (1，I) ? yc+M-1 (1，2) ? zc
[0309] (Zci-ZAi) = M -1 (2, 0). xc+M _1 (2, I). yc+M_1 (2, 2). zc
[0310] 當根據(jù)定義，x。和y。等于零時，可以由其推導出：
[0311] Xci = XAi+M_1 (0, 2). zc
[0312] Yci = YAi+M_1(l, 2). zc
[0313] Zci = ZAi+M_1 (2, 2). zc
[0314] 由于平面P2i的3個點的坐標是已知的，故該平面得到完美地定義，并且因此有可能使用常規(guī)方法計算出平面P2i中任何點的距離。
[0315] 確切地說，因此可以計算出EGli^EGZu及EG3i，k，其中：
[0316] _EGli;k :旋轉中心OG與平面P2i分開的距離，考慮了眼睛/眼鏡距離VGl ;
[0317] -EG2i，k :旋轉中心OG與平面P2i分開的距離，考慮了眼睛/眼鏡距離VG2 ;及
[0318] -EG3i，k :旋轉中心OG與平面P2i分開的距離，考慮了眼睛/眼鏡距離VG3。
[0319] 然后，可以將這些值重新插入初始公式中以便繼續(xù)該迭代。
[0320] 在預先設定的數(shù)量的迭代（例如k = 3)之后，或當在兩次連續(xù)迭代中，EGli;k與 EGli，k+1的值、EG2i， k與EG2i，k+1的值及EG3i，k與EG3i，k+1的值都類似（S卩，此處都在0. Imm內(nèi)）時，該迭代計算停止。
[0321] 然后，所獲得的EGlu，EG2i，k，EG3i，k的值被視為模擬的半瞳孔距離EGl i, EG2i， EG3i〇
[0322] 一旦計算出了所有的模擬的半瞳孔距離EGli, EG2p EG3i，該處理單元250就從模擬的眼睛/眼鏡距離VG1，VG2, VG3中選出與實際值VG最接近的距離。
[0323] 為此，對于每個模擬的眼睛/眼鏡距離￥61，￥62，￥63，該處理單元250測定了相關模擬的半瞳孔距離EGl i, EG2p EG3i的標準偏差〇 i，〇 2, 〇 3。
[0324] 作為舉例，與第一個模擬的眼睛/眼鏡距離VGl相關的標準偏差〇 i等于模擬的半瞳孔距離EGl3tl3, EGl3tl2, EGl3tl3的標準偏差。
[0325] 因此，所選模擬的眼睛/眼鏡距離VG2是標準偏差〇 2最小的那個距離。
[0326] 然后，該處理單元250認為，這一模擬的眼睛/眼鏡距離VG2 -旦按比例縮放，就等于佩戴者1的實際眼睛/眼鏡距離VG。因此，它將其值儲存于存儲器中。
[0327] 然后，該處理單元250對與這一所選模擬值VG2相關的模擬的半瞳孔距離EG23Q1， EG2 3Q2, EG23Q3的平均值進行計算。
[0328] 然后，它認為，這一平均值一旦按比例縮放，就等于佩戴者1的左半瞳孔距離EG。因此，它將其值儲存于存儲器中。
[0329] 然后，可以按與關于左眼/眼鏡距離VG和佩戴者1的左半瞳孔距離EG相同的方式測定右眼/眼鏡距離VD和佩戴者1的右半瞳孔距離ED。
[0330] 在隨后的操作中，該處理單元250計算出佩戴者1的瞳孔高度HG,HD (參看圖1)。
[0331] 再一次，該處理單元250可以按不同方式進行。
[0332] 此處，佩戴者1的頭部10的俯仰度被認為對可以在圖像301，302, 303中所測量的瞳孔高度HG, HD的精確度具有極小影響。
[0333] 因此，為了測定這些瞳孔高度，該處理單元250選擇圖像301，302, 303中的任一個（例如，偏轉角a 3Q2最小的那一個），然后在這一圖像302 (圖6)中測定角膜反射162G， 162D中的每一個與相應方框系統(tǒng)法方框151G，151D的下緣分開的距離HG3tl2, HD3Q2。
[0334] 這些距離HG3Q2, HD3tl2 -旦按比例縮放，就被處理單元250作為瞳孔高度HG, HD儲存于存儲器中。
[0335] 作為一種變化形式，該處理單元將有可能在圖像301，302, 303中的每一個中測量這些距離HGi, HDi,對這些距離求平均值并且對其按比例縮放，以便獲得佩戴者的瞳孔高度。
[0336] 作為另一種變化形式，這些瞳孔高度將有可能使用與用于測定佩戴者的半瞳孔距離類似的方法來計算。這一方法將例如在于獲取佩戴者點頭說"是"的不同圖像，測定在這些圖像的每一個中頭部的俯仰角，并且測量該俯仰角最小的圖像中的瞳孔高度。
[0337] 對于處理單元250,隨后的操作在于測定佩戴者1通過移動其頭部10或其眼睛 20G，20D來轉動其注視的傾向。
[0338] 然后，賣主向佩戴者1解釋他或她必須注視第一個另外的目標320,然后一旦該目標關閉并且第二個另外的目標330開啟，就向佩戴者解釋他或她必須快速地將其注視轉向這一第二個另外的目標330。
[0339] 一旦佩戴者1準備好，賣主就通過按壓在觸摸屏270上所顯示的特定按鈕上來起始一系列新的測量。
[0340] 然后，該處理單元250僅開啟該第一個另外的目標320,保持約5秒，然后關閉該第一個另外的目標320,并且同時開啟第二個另外的目標330。在關閉該第一個另外的目標 320時，該處理單元250在一系列約1秒的過程中獲取多個圖像（例如10個）并儲存在存儲器中。
[0341] 然后，該處理單元250對所獲取的圖像進行處理以便測定其中每一個中佩戴者1 的頭部10的偏轉角a it)
[0342] 如果在該10個所獲取的圖像中，這一角度變化極小和/或緩慢地變化，那么該處理單元250確定該佩戴者具有通過移動其眼睛20G，20D來轉動其注視的傾向。
[0343] 相比之下，如果在該10個所獲取的圖像中，這一角度變化較大和/或快速地變化，那么該處理單元250確定該佩戴者具有通過移動其頭部10來轉動其注視的傾向。
[0344] 作為一種變化形式，該處理單元可以按另一種方式進行。
[0345] 作為舉例，可以使用一種更精確的方法，在每個所獲取的圖像中也測定角膜反射 162D，162G與可觀測軸A3分開的距離EG i, EDit5
[0346] 然后，該處理單元可以將偏轉角a i變化的速度和/或幅度與距離EGpEDi變化的速度和/或幅度相比較。因此，它可以由此推導出該佩戴者是有更快速地轉動其眼睛還是頭部的傾向。它甚至可以由此推導出一個更精確的系數(shù)，從而對該佩戴者通過移動其頭部或其眼睛來轉動其注視的傾向進行定量。
[0347] 在這些不同的操作之后，該處理單元250獲取到：
[0348] _該佩戴者的處方的一個掃描圖像；
[0349] -由該佩戴者1選擇的眼鏡架的模型；
[0350] -該佩戴者1的半瞳孔距離EG，ED ;
[0351] -該佩戴者1的瞳孔高度HG, HD ;
[0352] -該佩戴者1的面部的一個可見光圖像；
[0353] -佩戴者1的眼睛的旋轉中心與眼鏡架110的中平面Pl分開的距離VG2，VD2 ;及
[0354] -對該佩戴者1通過移動其頭部10或其眼睛20G，20D來轉動其注視的傾向進行定量的一個系數(shù)。
[0355] 然后，它將這些條不同的信息顯示在觸摸屏270上，由此它們可以通過賣主進行驗證。
[0356] 在通過該賣主驗證之后，該處理單元250將這一信息打印在一個概述的圖表上。然后，該處理單元將這一信息傳遞到用于制造眼科鏡片的中心。
[0357] 任選地，將有可能使該處理單元250另外將所有所獲取的圖像傳遞給用于制造眼科鏡片的中心。
[0358] 因此，該處理中心將任選地能夠進行一項用于驗證該處理單元250所計算的所有數(shù)據(jù)的操作。
[0359] 這些數(shù)據(jù)將有可能得到驗證，特別是當該處理單元250中所安裝的軟件包未更新時。
[0360] 它們還將有可能在所選鏡架為"無鏡框"鏡架時進行驗證。這是因為一般很難在所獲取的圖像中看到這些鏡架的顯示鏡片的邊緣，可能會產(chǎn)生誤差。
[0361] 這一驗證操作將有可能是自動地進行的（尤其是在軟件包未更新的情形中），或由專門技術人員手動地進行，該技術人員將有可能特定地驗證瞳孔和這些顯示鏡片的邊緣已經(jīng)正確地定位。
[0362] 本發(fā)明決不限于所描述并且示出的實施例，并且本領域的普通技術人員將能夠在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下對其作出修改。
[0363] 確切地說，將有可能提供呈一種更小的便攜形式而非呈收納處理單元、圖像傳感器及光源的眼鏡亭形式的測量裝置。因此，將有可能提供由一種便攜式計算機形成的處理單元，其中將安裝有特定軟件包，并且其攝像機（或"網(wǎng)絡攝像機"）將在可見光域中起到攝像機的作用。在這一變化形式中，紅外攝像機和光源則將被安排在裝備有一個用于緊固到便攜式計算機的屏幕上的夾子和一個用于連接到便攜式計算機的電纜上的一個小外殼。這一解決方法將是便宜并且容易地可運輸?shù)摹?br> [0364] 根據(jù)本發(fā)明另一個變化的實施例，將有可能提供僅捕捉圖像并且將其傳遞給用于制造眼科鏡片的中心的處理單元，在這種情形中，這些圖像將在這一制造中心進行處理。
【權利要求】
1. 一種用于測定用以優(yōu)化在佩戴者（1)的面部上一副眼鏡（100)的佩戴位置的至少一種特征的方法，所述優(yōu)化特征是一種幾何形態(tài)出64〇，冊，邪)、姿勢0)或行為特征，所述這副眼鏡（100)包括一個鏡架（110)和兩個鏡片（150G，150D)，該方法的特征在于，它包括以下步驟： a) 使用一個紅外光源（220, 230, 240)對該佩戴者（1)的頭部（10)的至少一部分進行照明， b) 經(jīng)由一個紅外圖像傳感器（210)獲取由該紅外光源（220,230,240)照明的該佩戴者 ⑴的頭部（10)的一個圖像（301，302,303)，在該圖像中，呈現(xiàn)了該副眼鏡（100)和該佩戴者⑴的眼睛， c) 在步驟b)中所獲取的圖像（301，302,303)中，對由該副眼鏡（100)的這兩個鏡片 (150G，150D)所反射的該紅外光源（220,230,240)的反射（160G，160D，161G，161D)和 / 或由該佩戴者（1)的兩個眼睛之一所反射的該紅外光源（220, 230, 240)的至少一個角膜反射 (162D，162G)進行定位，并且 d) 取決于所述圖像（301，302,303)中這些反射（160G，160D，161G，161D)和/或所述角膜反射（162D，162G)的位置，通過一個處理單元（250)推導出所述幾何形態(tài)（EG，ED，HD， HG)、姿勢（α)或行為特征。
2. 如前述權利要求所述的測定方法，其中，在步驟c)中，在步驟b)中所獲取的圖像 (301，302,303)中，對由該佩戴者（1)的兩只眼睛所反射的該紅外光源（220,230,240)的這些角膜反射（162D，162G)進行定位。
3. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中，在步驟b)中，所述圖像（301，302， 303)是在近紅外光域中獲取，其中包含在780與1400nm之間的一種波長。
4. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中所述姿勢特征包含一個偏轉角 (α)，該偏轉角將該佩戴者（1)的頭部（10)的矢狀平面（P2)與該紅外圖像傳感器（210) 的光軸（Α2)分開。
5. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中所述幾何形態(tài)特征包含該佩戴者 ⑴的半瞳孔距離（EG，ED)。
6. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中所述幾何形態(tài)特征包含該佩戴者的瞳孔高度（HG，HD)。
7. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中在步驟b)中，該紅外圖像傳感器 (210)獲取了該佩戴者（1)的頭部（10)的至少兩個圖像（301，302,303)，在步驟(：）中，所述反射（160G，160D，161G，161D)被定位于在步驟b)中所獲取的每個圖像（301，302,303) 中，并且在步驟d)中，所述行為特征包含了對該佩戴者通過移動其頭部或其眼睛來轉動其注視的傾向進行定量的一個系數(shù)。
8. 如前述權利要求中任一項所述的測定方法，其中所述幾何形態(tài)特征包含該佩戴者 (1)的眼睛的旋轉中心（0G，0D)的位置。
9. 一種用于測定個體（1)的至少一種幾何形態(tài)（EG，ED，HD，HG)、姿勢（α)或行為特征的裝置（200)，其特征在于，它包括： -適于對所述個體（1)的頭部（10)的至少一部分進行照明的至少一個紅外光源（220， 230,240), -適于獲取由該紅外光源（220,230,240)照明的所述個體（1)的頭部（10)的至少一部分的一個圖像（301，302, 303)的一個紅外圖像傳感器（210)，及 -適于在所述圖像（301，302,303)上對由所述個體（1)的瞳孔和/或由所述個體（1)所佩戴的一副眼鏡（100)的兩個鏡片（150D，150G)所反射的該紅外光源（220, 230, 240)的反射（160D，160G，161D，161G，162D，162G)進行定位，并且適于由其推導出所述幾何形態(tài)（EG， ED，HD，HG)、姿勢（α )或行為特征的一個處理單元（250)。
10. 如權利要求9所述的測定裝置，其中該處理單元是由一個計算機的一個中央處理單元形成，并且其中該紅外光源和該紅外圖像傳感器與該處理單元分開并裝備有適于與該計算機的中央單元通信的通信部件。
11. 如權利要求9所述的測定裝置（200)，包括一種支撐結構（201)，該紅外光源（220， 230, 240)、該紅外圖像傳感器（210)及該處理單元（250)牢固地緊固到該支撐結構上。
12. 如前述權利要求所述的測定裝置（200)，其中該支撐結構（201)包括一個座架 (202)和一個滑塊（205)，該滑塊可移動地安裝在該座架（202)上并且支撐該紅外光源 (220, 230, 240)和/或該紅外圖像傳感器（210)。
13. 如前述權利要求所述的測定裝置（200)，其中提供了用于使該滑塊（205)的移動電動化的部件，并且其中所述處理單元（250)適于將所述電動化部件自動地控制到一個位置，這樣使得所述個體（1)的面部對于該紅外圖像傳感器（210)為可見的。
14. 如權利要求9到13中任一項所述的測定裝置，其中提供了一個相對于所述圖像傳感器可移動地安裝的單一光源，或彼此遠離以便在所述圖像上產(chǎn)生兩個單獨反射的至少兩個光源。
15. 如權利要求9到14中任一項所述的測定裝置（200)，其中每個紅外光源（220,230， 240)由至少一個發(fā)光二極管構成。
16. 如權利要求9到15中任一項所述的測定裝置（200)，其中該紅外圖像傳感器（210) 也適于在可見光域中獲取圖像。
17. 如權利要求9到15中任一項所述的測定裝置，其中提供了一個可見光圖像傳感器，該傳感器與該紅外圖像傳感器分開并且適于在該可見光域中獲取該佩戴者的一個圖像。
18. 如權利要求16和17中任一項所述的測定裝置（200)，其中提供了用于顯示（270) 和/或打印（280)在該可見光域中所獲取的圖像的部件。
19. 如權利要求9到18中任一項所述的測定裝置（200)，其中提供了用于獲取該副眼鏡（100)的至少一個尺寸的部件（290)。
【文檔編號】A61B3/14GK104244806SQ201380012334
【公開日】2014年12月24日申請日期:2013年3月8日優(yōu)先權日:2012年3月8日
【發(fā)明者】A·阿達迪, J·德爾策斯申請人:埃西勒國際通用光學公司

完整全部詳細技術資料下載