用于確定眼睛支點位置的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于確定眼睛支點位置的方法和設(shè)備。公開了一種用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛（10）的至少兩個光學(xué)參數(shù)的方法，其中為了確定相應(yīng)的參數(shù)分別借助單獨的記錄設(shè)備以攝影方式來記錄眼睛（10），其特征在于，在攝影記錄時分別同時記錄眼睛（10）的參考結(jié)構(gòu)，并且使參數(shù)的值聯(lián)系到所述參考結(jié)構(gòu)。
【專利說明】用于確定眼睛支點位置的方法和設(shè)備
[0001] 本申請是申請日為2010年2月4日、申請?zhí)枮?01080009457. 9、國際申請?zhí)枮?PCT/EP2010/000698、發(fā)明名稱為"用于確定眼睛支點位置的方法和設(shè)備"的專利申請的分 案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于確定眼睛支點位置 (Augendrehpunktlage)的方法。
[0003] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于使對于眼睛獨特（individuell)的鏡片優(yōu)化的方法， 其中眼睛支點位置被確定并且被用作輸入?yún)?shù)。
[0004] 最后，本發(fā)明涉及一種用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛的至少兩個光學(xué)參數(shù)的方 法，其中為了確定相應(yīng)的參數(shù)分別借助單獨的測量設(shè)備以攝影方式來記錄（aufnehmen)眼 睛。
[0005] 此外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行上面所述的方法的設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0006] 公知的是，為了使鏡片優(yōu)化，尤其是為了使獨特的漸進(jìn)多焦點眼鏡優(yōu)化，考慮眼睛 /眼鏡系統(tǒng)的不同參數(shù)。這些參數(shù)例如是瞳孔距離ro、角膜頂點距離HSA、鏡片的前傾角α、 右邊和左邊鏡片的玻璃安裝角度（？388111^88〇116讓611￥；[111^1)€[ 1;、(11；以及光學(xué)的或者機械 的眼睛支點的位置Ζ'、Μ。獨特的漸進(jìn)多焦點眼鏡被理解為如下漸進(jìn)多焦點眼鏡：在所述漸 進(jìn)多焦點眼鏡中，在計算鏡片時考慮至少一個獨特的使用參數(shù)（Gebrauchsparameter)，并 且借助自由成形技術(shù)來制成所述漸進(jìn)多焦點眼鏡，如這例如在W. Grimm和G. Kelch在德 國眼鏡商報（Deutschen Optikerzeitung) D0Z 4+5/2000 中的文章"Gradal? Individual : Konzeption，F(xiàn)ertigung und Anpassung，'、EP 857 593 B1 和 / 或 EP 562 336 B1 中所描述 的那樣。
[0007] 在非獨特的鏡片的情況下，這些參數(shù)由代表性的人口樣本的統(tǒng)計學(xué)平均值來確 定。而在獨特的鏡片的情況下，在相應(yīng)的眼鏡佩戴者上單獨測量這些參數(shù)，例如利用所謂的 視頻定中心系統(tǒng)（Videozentriersystem)來測量，如所述視頻定中心系統(tǒng)由本 申請人:以類 型名稱"i. Terminal"和"Relaxed Vision Terminal"來制造和銷售的那樣。然而，這些 視頻定中心系統(tǒng)到目前為止并不能夠借助眼睛支點位置以足夠精確的方式能夠?qū)崿F(xiàn)鏡片 的優(yōu)化。
[0008] 如果想要考慮眼睛支點位置，則眼睛支點位置可以以公知的方式由在調(diào)節(jié)過的 (verordnet)鏡片的中間球體上的眼睛長度導(dǎo)出。然而，在此做出許多與實際情況并不充分 一致的假設(shè)。
[0009] 在眼睛長度與調(diào)節(jié)過的鏡片的球體之間的關(guān)系常常被假設(shè)為線性的。但是，這在 現(xiàn)實際中情況并非如此，因為不僅角膜的曲率而且眼晶狀體以及眼睛長度部分地彼此非常 獨立地生長或不同地發(fā)育。
[0010] 通常足夠的是將眼睛支點視為在眼睛之內(nèi)的點狀的轉(zhuǎn)動中心。然而一般而言，本 發(fā)明也包括一種擴大的、通常近似球形的眼睛支點區(qū)域。為了描述本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)，在下 文中為了簡單起見而從點狀的眼睛支點出發(fā)，除非另外提及。
[0011] 通常，在調(diào)節(jié)眼鏡時采取如下措施：以主覺驗光以及視頻定中心為基礎(chǔ)來對鏡片 進(jìn)行調(diào)節(jié)和定中心。
[0012] 在此不利的是，在驗光與定中心之間不存在參考，因為兩個過程利用不同的設(shè)備 來執(zhí)行。如果例如利用綜合屈光檢查儀來確定屈光，則會發(fā)生綜合屈光檢查儀相對于如下 將眼睛的兩個瞳孔中心點相連的線傾斜第一角度。此外，會發(fā)生所選擇的眼鏡邊框相對于 該線轉(zhuǎn)動第二角度。在最不利的情況下，這兩個角度可相加，這導(dǎo)致在制成的眼鏡的調(diào)節(jié)與 所實施的校正之間的圓柱體的軸線中的多個角度度數(shù)的差異。
[0013] 由W0 2006/106248 A1公知了用于確定眼睛支點位置的方法和設(shè)備。在該公知的 方法中，受檢者看到望遠(yuǎn)鏡狀的設(shè)備中。設(shè)備在空間中的對準(zhǔn)通過在設(shè)備上的三維有效的 傳感器來確定。受檢者在頭部上戴上其他的這樣的傳感器，所述其他的這樣的傳感器確定 受檢者的頭部的位置和對準(zhǔn)。在該設(shè)備中，在背離受檢者的那側(cè)上存在光源，該光源沿著光 學(xué)軸線發(fā)射光束。在光源與受檢者的眼睛之間存在帶有中央標(biāo)記的兩個柵格。受檢者現(xiàn)在 使設(shè)備長時間地運動，直至光束和兩個標(biāo)記重合。根據(jù)在此所確定的針對設(shè)備和頭部的位 置數(shù)據(jù)來算出視軸在空間中的位置。該過程接著多次在不同的視向下重復(fù)，使得多個視軸 被確定。這些視軸的支點接著被計算為眼睛支點位置。
[0014] 公知的方式方法具有如下缺點：必須花費極大的開銷在單獨的設(shè)備上。此外，測量 精度還與受檢者的主觀行為有關(guān)。
[0015] 由EP 0 825 826 A1公知了一種用于并行檢測視覺信息的方法和設(shè)備。為了確定 眼睛支點位置，在公知的方式方法中，在受檢者的頭部的位置和對準(zhǔn)固定的情況下至少針 對兩個公知的、依此由眼睛固定的固定點執(zhí)行固定線確定。固定點是兩個與攝像機的保持 裝置和用于確定瞳孔位置的傳感器可牢固連接的標(biāo)記點。眼睛支點接著在通過固定點的固 定線的交點中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明所基于的任務(wù)是提供用于確定眼睛支點位置的其他方法。此外，應(yīng)提供一 種方法，該方法使得能夠在利用多個不同的測量、尤其是在使用不同的設(shè)備的情況下來檢 測眼睛/眼鏡系統(tǒng)的參數(shù)時找到測量值的共同的空間參考。
[0017] 在開頭所述的方法的第一方法中，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過以下步驟來解決： a) 確定眼睛的角膜的平均曲率； b) 確定眼睛的平均相位誤差； c) 由平均曲率和平均相位誤差確定眼睛長度；以及 d) 由眼睛長度確定眼睛支點位置。
[0018] 角膜的平均曲率標(biāo)明角膜在角膜頂點的區(qū)域中、通常在圍繞角膜頂點的半徑為 4_的圓形區(qū)域中的曲率的平均值。眼睛的相位誤差是從眼睛出來的波前與參考波、此處通 常是與平的波前的相位偏差。平均相位誤差標(biāo)明波前的平均曲率。眼睛長度是眼睛在角膜 頂點與凹處之間的幾何長度。眼睛支點位置一般而言被理解為光學(xué)眼睛支點的地點（〇rt)。 例如根據(jù)DIN 5340-43,在自然的頭部保持和身體保持的情況下在筆直看向無限遠(yuǎn)的點時 從機械眼睛支點到延長到眼睛內(nèi)部的固定線的垂線的垂足點被假設(shè)為光學(xué)眼睛支點(縮寫 Z'）。例如根據(jù)DIN 5340-42,眼睛中的在目光運動時轉(zhuǎn)移最少的點是機械眼睛支點（縮寫 M)。
[0019] 在開頭所述的方法的其他的第二方法中，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下步驟來解 決： a) 在至少兩個任意的視向中檢測眼睛的特征組成部分的位置和/或形狀，即與EP 0 825 826 A1的公開內(nèi)容不同，不是固定地預(yù)先給定的標(biāo)記和/或不是固定的頭部位置； b) 由眼睛的特征組成部分在兩個視向中的相應(yīng)位置和/或相應(yīng)形狀確定眼睛的至少 一個特征軸線的針對這兩個視向的位置； c) 由眼睛的至少一個特征軸線的針對這兩個視向的位置來確定眼睛支點位置。
[0020] 在開頭所述的方法的另外的第三方法中，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下步驟來解 決： a) 在受檢者的第一視向的情況下對眼睛的角膜的表面的至少一部分進(jìn)行三維測量； b) 通過三維數(shù)學(xué)式子描述在步驟a)中確定的角膜表面； c) 在受檢者的頭部位置相對于步驟a)不改變的情況下，在受檢者的視向相對于步驟 a)中的視向改變的情況下在與步驟a)相同的測量位置中對角膜的表面的至少一部分進(jìn)行 三維測量； d) 通過將在步驟c)中所測量的三維數(shù)據(jù)與在步驟b)中所確定的式子相擬合來確定在 步驟c)中的視向和/或眼睛支點位置，其中使用數(shù)據(jù)變換、尤其是圍繞空間中的點轉(zhuǎn)動。
[0021] 在開頭所述的方法的第四方法中，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決：在以 攝影方式記錄時分別同時記錄眼睛的參考結(jié)構(gòu)并且使參數(shù)的值聯(lián)系到該參考結(jié)構(gòu)。
[0022] 此外，本發(fā)明所基于的任務(wù)還通過用于執(zhí)行上面所述的方法的設(shè)備來解決。
[0023] 尤其是，開頭所述的用于確定受檢者的眼睛中的眼睛支點位置的設(shè)備的第一設(shè)備 的特征在于： a) 用于確定眼睛的角膜的平均曲率的曲率確定裝置； b) 用于確定眼睛的平均相位誤差的相位誤差測量裝置； c) 用于由平均曲率和平均相位誤差確定眼睛長度的眼睛長度計算裝置；以及 d) 用于由眼睛長度確定眼睛支點位置的眼睛支點確定裝置。
[0024] 曲率確定裝置例如可以是視頻角膜地形圖或者角膜曲率計。相位誤差測量裝置例 如可以被構(gòu)造為自動驗光儀或者波前傳感器。眼睛長度計算裝置和眼睛支點確定裝置例如 共同以商業(yè)上通用的個人計算機的形式來實現(xiàn)。
[0025] 開頭所述的設(shè)備的其他的第二設(shè)備的特征在于： a) 用于在前面所描述的意義下的至少兩個任意視向的情況下檢測眼睛的特征組成部 分的位置和/或形狀的記錄裝置； b) 用于由眼睛的特征組成部分的位置和/或形狀確定眼睛的至少一個特征軸線的針 對這兩個視向的位置的確定裝置； c) 用于由眼睛的特征軸線的針對這兩個視向的位置確定眼睛支點位置的確定裝置。
[0026] 記錄裝置例如可以是定中心單元或者數(shù)字?jǐn)z像機。確定裝置和眼睛支點確定裝置 例如可以共同地以商業(yè)上通用的個人計算機的形式來實現(xiàn)。
[0027] 開頭所述的設(shè)備的另外的第三設(shè)備包括： a) 測量裝置，用于在受檢者的第一視向的情況下對眼睛的角膜的表面的至少一部分進(jìn) 行三維測量，并且用于在相同的測量位置并且在受檢者的頭部位置不改變的情況下在受檢 者的相對于第一視向改變的第二視向中對角膜的表面的至少一部分進(jìn)行三維測量；以及 b) 計算裝置，用于通過三維數(shù)學(xué)式子描述對于第一視向所確定的角膜表面，并且用于 通過將對于第二視向所測量的三維數(shù)據(jù)與對于第一視向所確定的式子相擬合來確定第二 視向以及眼睛支點位置，其中使用數(shù)學(xué)變換、尤其是圍繞空間中的點轉(zhuǎn)動。
[0028] 例如視頻角膜地形圖可以用作測量裝置。計算裝置例如可以是商業(yè)上通用的個人 計算機。
[0029] 最后，根據(jù)本發(fā)明的用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛的至少兩個光學(xué)參數(shù)的第四設(shè) 備被設(shè)置有單獨的記錄設(shè)備，用于以攝影方式記錄眼睛，以分別確定眼睛的光學(xué)參數(shù)之一。 記錄設(shè)備被構(gòu)造來使得在以攝影方式記錄時分別同時記錄眼睛的參考結(jié)構(gòu)。設(shè)置有(至少 一個）計算裝置，以便使參數(shù)的值聯(lián)系到該參考結(jié)構(gòu)。
[0030] 本發(fā)明所基于的任務(wù)以這種方式完全被解決。
[0031] 前三個方法的特點在于，眼睛支點位置還可以比傳統(tǒng)方式更精確地被確定。由此， 如果在計算和制造獨特的漸進(jìn)多焦點眼鏡的表面地形圖時考慮眼睛支點位置，則還可能更 好地使尤其是獨特的漸進(jìn)多焦點眼鏡優(yōu)化。
[0032] 角膜的平均曲率和眼睛的平均相位誤差可以不受限制地在給定的軸線的貫穿點 上利用對眼睛的角膜地形圖或波前誤差進(jìn)行三維測量來確定。
[0033] 通過第一至第三方法可以實現(xiàn)借助僅僅略微修改公知的系統(tǒng)的前面所述的還更 好的優(yōu)化。
[0034] 通過第四方法可以更好地參考兩個利用不同的設(shè)備記錄的參數(shù)，并且由此避免了 眼鏡的錯誤匹配。
[0035] 在首先提到的根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以根據(jù)如下關(guān)系式由眼睛長度LA來確定 眼睛支點位置ADL : ADL=k3LA (1) 以米為單位說明的量ADL在此說明了在固定線上的角膜頂點與光學(xué)眼睛支點Z'的中 心之間的距離。k3是可預(yù)先給定的三維參數(shù)。
[0036] 參數(shù)k3例如可以根據(jù)古爾斯特蘭德（Gullstrand)的原理被選擇到13. 5/23. 8。然 而，通?？梢栽试S與該值偏差例如±10%或5%。
[0037] 在首先提到的方法中，可以根據(jù)如下關(guān)系式例如由平均曲率KH和平均相位誤差 PF來確定眼睛長度LA : LA= (krPF) KH/k2 (2) 平均曲率KH通常以毫米為單位來說明，并且平均相位誤差通常以量綱折光度 (DiemensionDioptrien)為單位來說明。參數(shù)1^和1^2原則上可以自由預(yù)先給定。具有 相位誤差的量綱、即折光度，k 2同樣具有量綱折光度。
[0038] 如果遵循本發(fā)明人的原理，這樣將匕選擇為52. 634 dpt而k2選擇為17. 395 dpt。 然而，通?？梢栽试S與這些值偏差±10%或±5%。該措施具有如下優(yōu)點：針對絕大多數(shù)人 而言保證了對眼睛支點位置的最優(yōu)確定。
[0039] 在最先被提到的方法中，通常在步驟a)中足以確定角膜在瞳孔孔徑 (Pupillenoeffnung)的區(qū)域中的平均曲率KH。由于瞳孔孔徑的擴寬與環(huán)境亮度相關(guān)，所以 通常取圍繞瞳孔中部的直徑為8mm的區(qū)域。
[0040] 由于角膜的曲率KH和眼睛的相位誤差PF特別取決于圍繞光學(xué)軸線的區(qū)域，所以 分別在圍繞光學(xué)軸線的區(qū)域中和/或在圍繞固定線的區(qū)域中和/或在圍繞眼睛的視軸的 區(qū)域中通常在步驟a)中確定角膜的平均曲率KH，而在步驟b)中確定相位誤差PF。圍繞 這些軸線的通常的半徑為4mm。通常，直至2mm或者甚至1mm的半徑也足夠。例如，在DIN 5340中所建議的到角膜正面上的法線可以被假設(shè)為眼睛的光學(xué)軸線，該法線至眼睛內(nèi)部 中的延長距眼睛的其余進(jìn)行計算的面的彎曲中心點具有最小距離。根據(jù)DIN 5340-360所 建議的在中心成像的物點與該物點在視網(wǎng)膜上的像點之間的連接直線被用作視軸(視線 (Gesichtslinie))。例如，在DIN 5340-159中所建議的在凹處中部成像的物點與眼睛的入 瞳的中心之間的連接直線被用作固定線。
[0041] 前面所說明的措施具有如下優(yōu)點：通過這些值在空間上彼此參考地被確定、即聯(lián) 系到所確定的軸線或者瞳孔中部，來改進(jìn)所述的值的確定。
[0042] 相位誤差例如可以借助波前自動驗光儀根據(jù)哈特曼-夏克（Hartmann-Shack)方 法來測量。由借助波前自動驗光儀所測量的相位誤差分布接著來求平均值。該平均值是平 均相位誤差PF。借助波前自動驗光儀確定相位誤差具有如下優(yōu)點：相位誤差的地點變化予 以考慮。代替波前自動驗光儀也可以使用自動角膜曲率計。
[0043] 在第二方法中，眼睛的特征組成部分例如可以包括瞳孔和/或角膜緣和/或虹膜。 眼睛的特征組成部分可以用肉眼識別并且因而可以以簡單的方式不僅被用戶而且被自動 檢測系統(tǒng)明確地標(biāo)識出。因而在很大程度上排除了誤解。
[0044] 代替前面所說明的特征眼睛組成部分、即瞳孔、角膜緣和/或虹膜，當(dāng)然也可以使 用其他表征眼睛的(尤其是生物統(tǒng)計學(xué)的）組成部分，譬如小血管或在顏色上可區(qū)分的區(qū) 域。例如如果取決于該結(jié)構(gòu)相對轉(zhuǎn)動缺乏不變性，則這樣的結(jié)構(gòu)甚至可以在個別情況下是 優(yōu)選的。
[0045] 眼睛的特征組成部分的位置和/或形狀例如可以通過校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)來檢測。 校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)被理解為如下攝影系統(tǒng)：該攝影系統(tǒng)可以被用于檢測頭部眼睛系統(tǒng)的三 維參數(shù)。使用這樣的系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：由此可以以足夠的精度進(jìn)行測量。
[0046] 例如，校準(zhǔn)過的視頻定中心系統(tǒng)可以被用作校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)。沒有校準(zhǔn)的視頻 定中心系統(tǒng)通常只是數(shù)字?jǐn)z像機并且因此在測量使用參數(shù)時是無用的。
[0047] 至少一個特征軸線的針對這兩個視向的位置由眼睛的特征組成部分在這兩個視 向中的相應(yīng)位置和/或相應(yīng)形狀來確定，所述至少一個特征軸線例如可以包括固定線和/ 或視軸和/或光學(xué)軸線。所有三個特征軸線例如可以根據(jù)上面所列舉的（〇. a.)方法通過 簡單的計算運算由前面記錄的數(shù)據(jù)來確定。
[0048] 在第二方法中，眼睛支點位置的確定可以包括眼睛的特征軸線的切割地點 (Schnittort)的確定。
[0049] 第二方法例如可以包括如下步驟： a)在受檢者的第一視向的情況下，檢測眼睛的特征組成部分并且確定眼睛的幾何中心 點以及在特征組成部分在該中心點中的平面中的法線； b) 在受檢者的偏離第一視向的第二視向的情況下，檢測眼睛的特征組成部分并且確定 眼睛的幾何中心點以及在特征組成部分在該中心點中的平面中的法線；以及 c) 由在步驟a)和b)中確定的法線的方向向量確定眼睛支點位置。
[0050] 代替特征軸線在不同的視向中的切割地點，也可以確定兩個特征軸線，并且眼睛 支點位置被確定為兩個特征軸線的交點。
[0051] 代替兩個特征軸線的切割地點，也可以確定多于兩個的特征軸線，并且眼睛支點 位置被確定為與特征軸線相切地被包圍的球體體積的中心點。
[0052] 用于使對于受檢者的眼睛獨特的鏡片優(yōu)化的方法可以利用前面所描述的方法之 一來確定受檢者的眼睛中的眼睛支點位置，在所述用于使對于受檢者的眼睛獨特的鏡片優(yōu) 化的方法中，眼睛支點位置被確定并且被用作輸入?yún)?shù)。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的第四方法例如可以包括以下步驟： a) 在第一測量狀況中測量眼睛的參考結(jié)構(gòu)； b) 在第二測量狀況中測量眼睛的該參考結(jié)構(gòu)； c) 確定該參考結(jié)構(gòu)在兩個測量狀況之間的位置改變； d) 根據(jù)位置改變來修正調(diào)節(jié)過的鏡片。
[0054] 該方法的特點在于，根據(jù)a)和b)的測量可以彼此參考。該方法步驟a)和b)例 如可以由兩個記錄裝置來執(zhí)行。方法步驟c)和d)例如可以由計算裝置(例如個人計算機） 來實施。
[0055] 在該方法的改進(jìn)方案中，為了測量參考結(jié)構(gòu)例如確定眼睛的瞳孔中部的位置和/ 或角膜頂點的位置。瞳孔中部的位置或者角膜頂點的位置特別適合于作為參考結(jié)構(gòu)，因為 這些位置可以簡單地被檢測。
[0056] 例如虹膜或者鞏膜的血管也適合于作為參考結(jié)構(gòu)。這樣的參考結(jié)構(gòu)通常沒有任何 對稱性。這樣的參考結(jié)構(gòu)因而允許在空間中的明確定位。
[0057] 帶有程序代碼的計算機程序可以被設(shè)立用于當(dāng)程序在計算機中實施時執(zhí)行前面 所描述的方法之一。計算機程序例如可以被存儲在機器可讀的數(shù)據(jù)載體上。
[0058] 其他優(yōu)點由說明書和所附的附圖得到。
[0059] 應(yīng)理解的是，上面所提到的和以下還要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合而 且也可以以其他組合或者單獨地來使用，而不離開本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0060] 本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在以下的描述中更為詳細(xì)地予以闡述。其中： 圖1示出了向上轉(zhuǎn)動的眼睛的第一示意性側(cè)視圖，用于闡述不同的視向和支點以及眼 睛支點的位置； 圖2示出了具有加在前面的鏡片的筆直定向的（geradeaus gerichtet)眼睛的第二示 意性側(cè)視圖，用于闡述眼睛的其他參數(shù)； 圖3示出了眼睛的前視圖，用于闡述確定的眼睛區(qū)域； 圖4示出了筆直定向的眼睛的第三示意性側(cè)視圖，用于闡述借助波前自動驗光儀對眼 睛的相位誤差的測量； 圖5示出了如在本發(fā)明的第一方法的范圍中可以用于確定眼睛支點位置的曲線圖； 圖6示出了在受檢者的目光筆直定向時的角膜的點狀測定（Vermessung)的圖示； 圖7示出了用于描述圖6的角膜的三維數(shù)學(xué)函數(shù)的圖示； 圖8示出了在受檢者的目光不同于圖6中定向的情況下的角膜的點狀測定的圖示； 圖9示出了與根據(jù)圖6的視向相比在根據(jù)圖8的視向的情況下的角膜點的圖示；以及 圖10示出了在將根據(jù)圖9的角膜點與根據(jù)圖7的數(shù)學(xué)函數(shù)相擬合之后的結(jié)果的圖示； 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定受檢者的眼睛中的眼睛支點位置的設(shè)備； 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定眼睛支點位置的另一設(shè)備； 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定眼睛支點位置的其他設(shè)備； 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的用于確定眼睛的至少兩個光學(xué)參數(shù)的設(shè)備。

【具體實施方式】
[0061] 在圖1和2中，10標(biāo)明眼睛。眼睛10具有玻璃體12、角膜14、虹膜16、瞳孔17以 及晶狀體18。
[0062] 如果眼睛10實施轉(zhuǎn)動運動，那這不是精確地圍繞空間中的支點進(jìn)行。更確切地 說，僅僅存在近似球形的區(qū)域，在該近似球形的區(qū)域中存在暫時的支點。在眼睛運動時經(jīng)歷 最小位置改變的那個點被稱作機械眼睛支點Μ (參見DIN 5340-42)。
[0063] 用GL標(biāo)明視軸(視線)。該視軸根據(jù)DIN 5340-360是在固定的物點與在視網(wǎng)膜窩 11的中部中的與該物點共軛的像點之間的連接直線。
[0064] 用FL標(biāo)明固定線（瞄準(zhǔn)線（Visierlinie))。該固定線根據(jù)DIN 5340-159是在中 央成像的物點與入瞳17的中部之間的連接直線。
[0065] 0A標(biāo)明光學(xué)軸線。
[0066] 用Z'標(biāo)明光學(xué)眼睛支點。該光學(xué)眼睛支點根據(jù)DIN 5340-43是從機械眼睛支點 Μ到固定線FL的垂線的垂足點。
[0067] 在光學(xué)軸線0Α與固定線FL之間的角度在圖1中用γ標(biāo)明。角度γ在此僅僅被 繪制在平面中，但是象征性地表示向上/向下的立體角和向右/向左的立體角。
[0068] 在圖2中，鏡片20被布置在眼睛10之前。該鏡片在朝向眼睛10的那側(cè)上具有背 面22。背面22距在垂直于邊框平面的視向上所測量的角膜頂點15的距離被稱作角膜頂點 距離HSA (參見DIN EN ISO 13666-5. 27)。角膜頂點15距光學(xué)眼睛支點Ζ'的距離說明了 相對于角膜頂點15的眼睛支點位置ADL。
[0069] 眼睛支點位置ADL是在計算鏡片20中的重要參數(shù)。鏡片20始終被優(yōu)化，使得對 于眼睛10的每個視向都具有最優(yōu)的成像特性。
[0070] 圖3示出了眼睛10的前視圖。在虹膜17中識別出特征結(jié)構(gòu)，以及在虹膜17旁在 鞏膜24中識別出小血管的結(jié)構(gòu)。
[0071] 第一實施例: 在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例中，眼睛支點位置ADL基于眼睛模型和對眼睛長度 LA的估計來確定。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行該方法的設(shè)備120。該方法包括如 下步驟： 在第一步驟la)，利用設(shè)備122、即借助合適的掃描儀確定角膜14的地形圖并且由此確 定角膜14的平均曲率KH。在該測量的情況下，同時確定瞳孔17的中部的位置以及附加地 確定角膜14的頂點的位置。
[0072] 在第二步驟lb)，確定眼睛10的相位誤差和眼睛10的相位誤差的平均值。為此， 例如利用公知結(jié)構(gòu)類型的波前自動驗光儀124,該波前自動驗光儀124確定相位誤差在眼 睛10的瞳孔17的整個開口上的分布，如這在圖4中所示的那樣。相位誤差分布例如可以 利用所謂的標(biāo)準(zhǔn)哈特曼-夏克方法來確定。該方法基于在視網(wǎng)膜13上散射的并且穿過眼 睛的波前42而與在散射和穿過眼睛之前的波前41的比較。在此，也可以確定瞳孔17的中 部的位置。這兩個測量必要時也可以利用在一個設(shè)備中的兩個不同的測量裝置來執(zhí)行（出 于該原因，圖11示出了兩個相同的設(shè)備122、124)。計算機126接著由相位誤差在該地點上 的分布來算出受檢者的眼睛10的相位誤差PF的算術(shù)平均值。
[0073] 為了在上述兩個步驟中建立針對所測量的位置的共同的參考系，根據(jù)本發(fā)明附加 地在這兩個步驟la)和lb)中的每個步驟中都可以建立攝影記錄，該攝影記錄儀例如檢測 了圖3中所示的虹膜17的結(jié)構(gòu)或鞏膜24中的血管。這些結(jié)構(gòu)接著可以被用作針對瞳孔中 部和角膜頂點的位置的參考系以及其他參數(shù)。
[0074] 由這樣確定的值KH和PF現(xiàn)在在第三步驟lc)中確定眼睛長度LA。為此，可以利 用關(guān)系式 LA= (k「KR)KH/k2， 該關(guān)系式的常數(shù)h和k2由通過對多個眼睛進(jìn)行測量而制訂的模型來獲得。
[0075] 圖4為此示出了具有在由眼睛長度和角膜曲率構(gòu)成的商(橫坐標(biāo)LA/KH)與眼睛的 相位誤差(縱坐標(biāo)PF)之間的關(guān)系的曲線圖30。點標(biāo)明對測試人員的實際測量的結(jié)果。最 佳擬合直線34反映了在測量值之間的線性關(guān)系。
[0076] 根據(jù)直線34的走向，可以如下推斷出常數(shù)匕和1^2 : k1=52. 634 dpt k2=17. 395 dpt 利用這樣確定的眼睛長度LA可以在第四步驟Id)中根據(jù)如下關(guān)系式確定眼睛支點位 置 ADL : ADL=k3LA, 其中例如根據(jù)古爾斯特蘭德作為經(jīng)驗值適用： ks=13. 5/23. 8 這樣確定的眼睛支點位置ADL可以被用作在計算獨特優(yōu)化過的鏡片中的輸入?yún)?shù)。
[0077] 優(yōu)選地，在步驟a)中確定角膜14在瞳孔孔徑的區(qū)域中的平均曲率KH?？商鎿Q地 或者附加地，分別在圍繞眼睛10的軸線〇A、GL的區(qū)域中，在步驟a)中確定角膜14的平均 曲率KH，而在步驟b)中確定相位誤差PF。角膜14的平均曲率KH在此尤其是在圍繞角膜 頂點的直徑為12mm的區(qū)域中確定角膜14的平均曲率KH，在圍繞瞳孔中部的相對應(yīng)的區(qū)域 中確定平均相位誤差PF。這兩個值以這種方式在空間上被參考，即例如兩者都被聯(lián)系到確 定的特征軸線0A或者GL或瞳孔中部。
[0078] 第二實施例： 按照根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例，也可能的是，在至少兩個視向的情況下檢測眼 睛的特征組成部分的位置和/或形狀，并且由這些位置和/或形狀又確定眼睛的至少一個 特征軸線的針對這兩個視向的位置，并且根據(jù)眼睛的所述(多個）特征軸線針對這兩個視向 確定眼睛支點位置。
[0079] 這樣確定的眼睛支點位置接著又可以被用作在計算獨特優(yōu)化過的鏡片中的輸入 參數(shù)。
[0080] 第一變形方案、即根據(jù)眼睛的特征組成部分的位置確定眼睛支點位置如下地得 到： 囑咐受檢者注視確定的固定目標(biāo)。借助校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)針對該視向記錄眼睛。這樣 的校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)可以是視頻定中心系統(tǒng)，如由本 申請人:以名稱RVT和i. Terminal所 銷售的那樣。為此目的，僅須采用視頻定中心系統(tǒng)，使得可以在不同的視向上記錄眼睛10 的圖像。圖12中的附圖標(biāo)記131表征這樣的視頻定中心系統(tǒng)針對筆直的視向的記錄。
[0081] 接著，囑咐受檢者在另一視向上注視固定目標(biāo)。借助校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)針對第二 視向?qū)ρ劬M(jìn)行重新記錄。圖12中的附圖標(biāo)記132表征視頻定中心系統(tǒng)針對側(cè)向的視向 的記錄。由這些記錄接著例如借助計算機133來確定特征眼睛組成部分(譬如瞳孔(尤其是 瞳孔中部)、虹膜、角膜緣、血管等等）的位置。由關(guān)于不同的視向Y的認(rèn)知（即對相應(yīng)的固 定點的知悉)和由記錄所獲得的特征眼睛組成部分的相應(yīng)位置可以針對不同的視向Y分別 確定特征眼睛軸線，譬如確定固定線FL和/或視軸GL和/或光學(xué)軸線0A。這些特征眼睛 軸線接著用于確定眼睛支點位置ADL。
[0082] 具體而言，例如在第一步驟2a)中對瞳孔17和瞳孔中部的位置進(jìn)行記錄，其中受 檢者例如正視前方。由此，確定瞳孔中部中的瞳孔平面的法線并且由此確定第一視向Yi。
[0083] 在第二步驟2b)中，對瞳孔17和瞳孔中部的位置進(jìn)行記錄，其中受檢者從現(xiàn)在起 往側(cè)向看。由此又確定了瞳孔中部中的瞳孔平面的法線，并且由此確定了第二視向Y 2。
[0084] 在第三步驟2c)中，現(xiàn)在由兩個不同的視向Υ ρ Υ 2確定眼睛支點Ζ'、即眼睛支點 位置ADL作為兩個法線向量的交點。
[0085] 在記錄多于兩個的視向Y的情況下也可以確定已經(jīng)提及的擴大的、通常近似球 形的區(qū)域，在該區(qū)域中存在暫時的眼睛支點。
[0086] 在下文中描述了第二變形方案、即由眼睛的特征組成部分的形狀確定眼睛支點位 置： 如在前述變形方案中那樣，借助校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)針對不同的視向Y來記錄眼睛。由 這些記錄接著確定特征眼睛組成部分、譬如瞳孔、虹膜、血管等的形狀。由這些形狀可以導(dǎo) 出特征軸線。不同于前面所描述的變形方案，在該方法變形方案中，不需要在不同的視向Y 的情況下知道不同的固定目標(biāo)。軸線接著又用于確定眼睛支點位置。
[0087] 依此，眼睛支點位置由在不同的視向Y的情況下在眼睛10上的數(shù)學(xué)變換來確定， 并且校準(zhǔn)過的攝影系統(tǒng)被用于該數(shù)學(xué)變換。
[0088] 第三實施例： 在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施例中，在第一步驟3a)中例如在受檢者的目光筆直 定向的情況下以三維方式測量角膜14的表面。為此例如可以使用如由本 申請人:以名稱 "iProfiler"銷售的設(shè)備。圖13概略示出了用于執(zhí)行該方法的裝置140。"iProfiler"在該 圖中用附圖標(biāo)記141表征。
[0089] 圖6示出了在目光筆直定向的情況下在角膜14上所測量的點的示例性圖示。向 上定向的Z軸與該視向疊合。
[0090] 在第二步驟3b)中，角膜14的在第一步驟中確定的表面例如在計算機143中通過 三維數(shù)學(xué)式子來描述。
[0091] 為了確定該式子，可以采用常用的數(shù)學(xué)方法。對此的例子是通過例如最小二乘法 擬合（Least Squares Fit)來逼近或擬合到這些點。逼近例如在對邁斯沃克軟件有限公司 (MathWorks, Inc.公司）的軟件包MATLAB的函數(shù)"lsqnonlin"的說明中進(jìn)行了描述。另 一例子是合適的數(shù)學(xué)函數(shù)類，如澤尼克多項式（Zernike-Polynome)和樣條（Splines)。
[0092] 圖7示出了通過在步驟3b)中進(jìn)行的逼近角膜數(shù)據(jù)而形成的面。針對角膜14的 在步驟3b)中所測定的區(qū)域的每個任意點，現(xiàn)在可以通過所基于的數(shù)學(xué)描述來計算角膜14 上的點。
[0093] 在第三步驟3c)中，角膜14的表面的至少一部分在受檢者的目光傾斜角度γ的 情況下在與在步驟3a)中相同的測量位置中以三維方式進(jìn)行測量。
[0094] 圖8闡明了步驟3c)。在所示的實施例中，在視向γ改變的情況下將與在步驟3a) 中相同的測量區(qū)域用于眼睛10的測量。由此，在步驟3a)中測量的角膜面的部分從該測量 區(qū)域移出，而鞏膜24的部分移動進(jìn)入到該測量區(qū)域。在圖8中，這通過在測量點的變化過 程中的可容易識別出的彎折來說明。
[0095] 與步驟3a)中的角膜點的位置相比，圖9示出了在步驟3c)中在視向γ改變的情 況下所測定的角膜點的位置。
[0096] 在第四步驟3d)中，視向γ的角度以及眼睛支點ADL通過將在步驟3c)中所確定 的三維數(shù)據(jù)與在步驟3b)中所確定的式子相擬合來確定。
[0097] 這通過圍繞空間中的點轉(zhuǎn)動的方法來進(jìn)行，在步驟3c)中所確定的數(shù)據(jù)長時間地 經(jīng)受該方法，直至這些數(shù)據(jù)最理想地與角膜表面的在步驟3b)中所確定的數(shù)學(xué)描述相一致。 視向Y (向量）和眼睛支點的位置ADL在該方法中作為對角膜表面的前面在步驟3b)中所 確定的數(shù)學(xué)描述的逼近(例如最小二乘法擬合）的自由參數(shù)而被采用。在達(dá)到最佳擬合之 后，找到眼睛支點位置ADL和視向γ。因而，在該方法中無需為受檢者規(guī)定確定的視向γ。 也足夠的是，在步驟3c)中僅僅測量角膜表面的部分。重要的只是在步驟3c)中也測量角 膜14的如下區(qū)域：該區(qū)域已經(jīng)在步驟3a)中被測定并且被包括到在步驟3b)中的數(shù)學(xué)式子 的確定中。
[0098] 圖10示出了步驟3d)中執(zhí)行的逼近的結(jié)果。在步驟3c)中所確定的測量點通過 圍繞空間中的點（眼睛支點）轉(zhuǎn)動而最理想地被移近在步驟3b)中所找到的面。鞏膜24的 在該例子中與步驟3c)(即圖8) -同測定的部分在角膜14之外的正確位置上。
[0099] 第四實施例： 在根據(jù)本發(fā)明的方法的第四實施例中，通常在第一步驟4a)中在第一測量狀況中檢測 眼睛10的參考結(jié)構(gòu)。相對應(yīng)的裝置150在圖14中示出。參考結(jié)構(gòu)在此優(yōu)選地是虹膜16 的結(jié)構(gòu)或者是鞏膜24中的血管的結(jié)構(gòu)(參見附圖標(biāo)記151)。
[0100] 在第二步驟4b)中，眼睛10的參考結(jié)構(gòu)在第二測量狀況中被檢測。第一測量狀況 和第二測量狀況應(yīng)被理解為：進(jìn)行兩個不同的測量和/或采用兩個不同的測量方法，優(yōu)選 地借助不同的測量設(shè)備151U52來進(jìn)行。
[0101] 在第三步驟4C)中，位置改變、尤其是在步驟4a)和4b)中的測量狀況之間的扭轉(zhuǎn) 以計算機方式(計算機153)來確定并且在調(diào)節(jié)鏡片20時予以考慮。
[0102] 為了在步驟4a)至4c)中建立用于參考結(jié)構(gòu)的所測量的位置的共同的參考系，根 據(jù)本發(fā)明在步驟4a)和4b)中的每個步驟中可以建立參考結(jié)構(gòu)的攝影記錄。這些參考結(jié)構(gòu) 接著可以被用作針對瞳孔中部和角膜頂點的位置的共同的參考系以及其他參數(shù)。
[0103] 該方法例如適合于參考眼睛在不同的視向的情況下的兩個記錄，如這在第二方法 和第三方法中是必要的那樣。
[0104] 附圖標(biāo)記列表 10眼睛 11視網(wǎng)膜窩 12玻璃體 13視網(wǎng)膜平面 14角膜 15角膜頂點 16虹膜 17瞳孔 18晶狀體 19角膜緣 20鏡片 22背面 24鞏膜 30曲線圖 32測量點 34直線 41波前 42波前 120用于確定眼睛支點位置的設(shè)備 122 iProfiler 124 iProfiler 126計算機 130用于確定眼睛支點位置的設(shè)備 131視頻定中心設(shè)備(記錄1) 132視頻定中心設(shè)備(記錄2) 133計算機 140用于確定眼睛支點位置的設(shè)備 141 iProfiler 143計算機 150用于確定至少兩個光學(xué)參數(shù)的設(shè)備 151視頻定中心設(shè)備(記錄1) 152視頻定中心設(shè)備(記錄2) 153計算機 ADL眼睛支點位置 HA眼睛的物體側(cè)的主點 HSA角膜頂點距離 FL固定線 GL視軸 PF平均相位誤差 KH角膜的曲率 LA眼睛長度 Μ機械眼睛支點 0Α光學(xué)軸線 Ζ'光學(xué)眼睛支點 x、y、z空間坐標(biāo) Y角度、視向
【權(quán)利要求】
1. 一種用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛（10)的至少兩個光學(xué)參數(shù)的方法，其中為了確 定相應(yīng)的參數(shù)分別借助單獨的記錄設(shè)備以攝影方式來記錄眼睛（10)，其特征在于，在攝影 記錄時分別同時記錄眼睛（10)的參考結(jié)構(gòu)，并且使參數(shù)的值聯(lián)系到所述參考結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于如下步驟： a) 在第一測量狀況中測量眼睛（10)的參考結(jié)構(gòu)； b) 在第二測量狀況中測量眼睛（10)的參考結(jié)構(gòu)； C)確定參考結(jié)構(gòu)在所述兩個測量狀況之間的長度改變； d)根據(jù)長度改變修正調(diào)節(jié)過的鏡片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，測量眼睛（10)的瞳孔中部的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，同時確定角膜頂點的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，參考結(jié)構(gòu)是虹膜（16)的結(jié)構(gòu)和/或 鞏膜（24)的血管。
6. -種用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛（10)的至少兩個光學(xué)參數(shù)的設(shè)備，該設(shè)備具有 用于為了確定相應(yīng)的參數(shù)分別借助單獨的記錄設(shè)備以攝影方式來記錄眼睛（10)的裝置，其 特征在于，該設(shè)備具有用于在攝影記錄時分別同時記錄眼睛（10)的參考結(jié)構(gòu)的裝置和用于 使參數(shù)的值聯(lián)系到所述參考結(jié)構(gòu)的裝置。
7. -種用于確定具有參考結(jié)構(gòu)的眼睛（10)的至少兩個光學(xué)參數(shù)的設(shè)備（150)，其具有 單獨的記錄設(shè)備（151，152)，用于以攝影方式記錄眼睛（10)，以分別確定眼睛（10)的光學(xué) 參數(shù)之一，其特征在于，記錄設(shè)備（151，152)被構(gòu)造來在以攝影方式記錄時分別同時記錄眼 睛（10)的參考結(jié)構(gòu)，并且設(shè)置有計算裝置（153)，以便使參數(shù)的值聯(lián)系到所述參考結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】A61B3/113GK104146679SQ201410399688
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月26日
【發(fā)明者】T.克拉策爾, J-M.卡貝扎-吉倫, G.克爾赫 申請人:卡爾蔡斯視覺股份有限公司