CN101356468A - 眼镜片模拟系统和方法 - Google Patents

Abstract

说明了一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的方法。在一个实施例中，该方法包括检索选定眼镜片设计的模拟数据，处理模拟数据，以生成模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据。使用由佩带者佩带的头戴式显示器，显示输出图像，供佩带者查看。还说明了一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统。

Description

眼镜片模拟系统和方法

本专利申请要求2005年11月15日提交的第2005906335号澳大利亚临时专利申请的优先权；通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及眼镜片的配制。在典型的应用中，本发明可以由验光师用来帮助为一个人(“佩带者”)配制单视、双焦点或渐进镜片。

背景技术

传统上，为一个佩带者配制眼镜片通常涉及用具有不同光学特性的眼镜片让佩带者试带，并通过“试误法”过程，选择具有被视为提供所需的光学性能的光学特性的特定镜片。

令人遗憾的是，在配制选定镜片之后，此人可能对选定的镜片不满意，也许因为选择镜片的过程没有为佩带者提供镜片性能的合适的视觉体验。

本发明的宗旨是提供一种系统和方法，用于给人提供视觉体验，帮助人作出设计选择，或至少更好地理解对他们的决定具有影响的设计因素。

发明内容

本发明提供了一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的方法，该方法包括：检索选定眼镜片设计的模拟信息；处理模拟信息，以生成模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及使用由佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示输出图像，供佩带者查看。

通过使用头戴式镜片模拟器单元，可以为佩带者提供有用的模拟体验，因为通过模拟，可以以“如佩带时”的状态复制选定眼镜片设计。

可以从钢琴眼镜片设计、单视眼镜片设计或多焦点眼镜片设计(如双焦点或渐进镜片)中选择。通常将模拟信息，模型化选定眼镜片设计。稍后将比较详细地模拟信息。

模拟的光学效果可以随着被模拟的眼镜片设计类型而变化，并可以包括由于与模拟的眼镜片设计，如球面(Rx)、柱面(Cyl)、轴、加入度(addition power)、散光、棱镜，以及底座关联的模拟光学参数而导致的一个或多个效果。

应该理解，不同眼镜片设计具有不同光学参数，如此将对佩带者具有不同光学效果。关于这一点，在引用“光学效果”时，我们是指作为对应于选定眼镜片设计的眼镜片的光学性质的结果，对佩带者可见，或由佩带者体验到的任何光学效果。如此，除从上面所列的模拟的光学参数产生的光学效果之外，还可以模拟其他的光学效果，如运动导致的模糊、色调、镜片表面涂层(诸如UV涂层)，滤光镜等等。

选定眼镜片的特征通常将包括通常将不会被分类为光学效果本身的镜片几何形状的一个或多个特征，但它们对选定眼镜片设计的总体光学特性有影响，或至少对选定眼镜片设计和佩带者之间的光学交互作用有影响。例如，特征可以包括镜片的大小或镜片的周围的形状。对于不同的镜片类型，可以模拟额外的特征。例如，对于双焦点镜片，特征还可以包括分段边界。此外，对于渐进镜片，特征还可以包括一个或多个区域边界、区域大小平衡和镶边。

模拟的光学效果和/或特征可以模拟当透过对应于选定眼镜片设计的眼镜片查看时由佩带者体验到的近似的视觉体验。为实现这一点，模拟信息通常将包括以模拟数据的形式存在的数据，该数据参数化与模拟的镜片设计的表面形状关联的选定眼镜片的光学特性。然而，这未必始终是这种情况。例如，在另一个实施例中，模拟数据参数化诸如不同框架、色调或镜片处理中的一个或多个之类的光学特性。

可以从包含多个眼镜片设计的模拟信息的数据库中检索选定眼镜片设计的模拟信息。在这样的实施例中，用户可以对用户界面进行操作，以便从数据库中选择用于模拟的特定眼镜片设计。

输出图像数据可以具有适合于由头戴式显示器显示的任何格式。通常，输出图像数据将以输出图像文件的形式存在，其中包含可以被解码为静止图像(如摄影图像)的数据。对于这样的实施例，输出图像文件可以具有任何合适的数字格式，如联合照相专家组(jpeg)格式、图形交换格式(gif)、流式网络图形格式(png)、位图、标签图像文件格式(tiff)。对于包含可以解码为视频图像(如计算机产生的视频图像)的数据的输出图像文件，输出图像文件可以具有合适的数字视频格式，如音频视频混合格式(avi)、运动图像专家组文件(mpeg)格式、Macromedia flash电影格式，Windows Media视频格式或Real Media格式。

在一个实施例中，输出图像数据包括可以被解码以便显示在头戴式显示器上的数据，显示的输出图像包括表示镜片的特征的镜片特征，以及表示现实的或计算机产生的场景的场景特征。例如，输出图像可以包括重叠在从另一个来源(如安装到镜片模拟器单元中的一个或多个照像机)获得的图像上的镜片特征。在一个实施例中，镜片特征表示镜片边界，作为，例如，线(如轮廓)或阴影区显示，以便标识每一个边界。然后，镜片特征作为输出图像显示出来，包括重叠在现实或计算机产生的场景上的镜片特征。

镜片边界可以包括，例如，分段边界(如双焦点分段边界)、区域边界(如，渐进镜片的远区、近区以及通道边界)、相等散光的轮廓、相等折射率的轮廓，或周边(如特定帧大小的周边)。

在其中选定眼镜片是渐进镜片的一个实施例中，表示镜片的不同区域的镜片特征可以显示为每一个区域都具有不同颜色或模式的阴影区。

可以预见，提供包括重叠在场景特征上的镜片特征的输出图像数据的实施例可以帮助人选择满足他们的要求的眼镜片，或者至少，帮助它们理解那些特征对于进行镜片选择的意义。

在替代实施例中，模拟数据还包括输入图像数据，该数据被处理以为模拟被编码如输入图像数据的输入图像的光学效果和/或特征的输出图像生成输出图像数据。如此，在这样的实施例中，模拟信息可以包括输入图像文件，其中，包含输入图像(如基于三维模型的图像)的输入图像数据和镜片模型信息，以选定眼镜片设计的一个或多个镜片模型文件的形式存在。

镜片模型信息通常将从理想的焦距条件模型化几何失真和/或光学错误，通常将包括模糊矩阵和/或失真矩阵。在模拟过程中，模糊矩阵和失真矩阵可以映射到输入图像上。可以由光线追踪通过镜片的模型以常规方式生成失真矩阵或模糊矩阵。

如此，镜片模型信息可以包括选定眼镜片设计的正面和/或背面的信息模型化参数。诸如折射率、中心厚度和佩带的位置之类的其他参数也可以被模型化，以匹配选定眼镜片设计的特定应用。

在模拟选定眼镜片设计的视觉失真的本发明的一个实施例中，要模拟，可能需要将失真矩阵映射到由图像数据表示的输入图像上。在这样的实施例中，通过数学变换，移动输入图像中的图像点，以便匹配失真矩阵中的位置。一旦完成了数学变换，就将输出图像数据输出到头戴式显示器单元，供显示。

在处理输入图像数据的实施例中，输入图像数据可以具有任何合适的格式。通常，输入图像文件将以输入图像文件的形式存在，其中包含数字数据，可以被解码，以便作为静止或视频图像显示出来。在一个实施例中，输入图像数据包括可以被解码以显示计算机产生的场景(如计算机产生的动画场景，或计算机产生的静止场景)的数据。在这样的实施例中，输出图像数据包括可以被解码以再现根据选定眼镜片设计的光学效果和/或特征修正的计算机产生的场景的数据。

在另一个实施例中，输入图像数据包括使用安装到佩带者的头部的一个或多个照像机捕获的视频或静止图像，照像机用于捕获在模拟之前或模拟过程中由佩带者进行的查看活动。换句话说，在一个实施例中，配置了一个或多个照像机，用于捕获佩带者在查看活动过程中的“查看内容”。查看活动可以包括，例如，近视野查看活动，如阅读，或远视野查看活动。在这样的实施例中，输出图像数据包括可以被解码以显示根据选定眼镜片设计的模拟的光学效果和/或特征修正的捕获的视频图像或捕获的静止图像的数据。

如此，本发明还提供了模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的方法，该方法包括：提供捕获由佩带者进行的查看活动的输入图像；检索选定眼镜片设计的模拟信息；处理输入图像和模拟信息，以生成模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像，以便显示给佩带者；以及使用由佩带者佩带的头戴式显示器，显示输出图像，供佩带者查看。

本发明的一个实施例提供了通过处理捕获由佩带者进行的查看活动的输入图像而产生的输出图像，给佩带者提供了在使用不同眼镜片设计提供的不同视觉体验之间进行比较的功能，还获得了对由眼镜片设计所提供的光学效果和/或特征的理解。

在一个实施例中，生成输出图像数据的过程包括处理在佩带者查看活动过程中感应的反馈。通过处理反馈，可以提供，例如，模拟运动导致的光学效果的输出图像文件。

在一个实施例中中，输出图像包括了通过处理眼睛跟踪信息而产生的模拟的光学效果和/或特征。例如，可以将映射到PAL的干净的查看区域的大小和形状映射到佩带者的首选的眼睛运动，以便选择渐进眼镜片设计，然后，为佩带者模拟光学效果和/或特征。

在另一个实施例中，输出图像包括了通过处理视力测量而产生的模拟的光学效果和/或特征。例如，可以以光学错误为条件测量佩带者的视力，可以在输出图像中显示那些错误的影响(如果需要的话，还可放大)，以便教育佩带者有关他们的条件以及可能的解决方案。

在再一个实施例中，对输入图像的处理是使用从波前感应派生出来的反馈进行的。例如，可以显示模拟各种较高阶像差、球面像差、彗差和三叶形(例如)的输出图像。可以显示输入图像上的这些错误的影响(如果需要的话，还可放大)，以教育客户有关他们的条件以及可能的解决方案。

在再一个实施例中，输出图像包括了通过处理头部移动信息而产生的模拟的光学效果和/或特征。例如，本发明的一个实施例利用头部跟踪传感器和软件，以便获取在模拟之前进行的查看活动过程中，或者在模拟本身过程中进行的查看活动过程中，佩带者的头部移动信息。在一种样的实施例中，模拟信息将包括头部移动信息，以便通过处理模拟信息和图像文件，生成包括了诸如运动导致的模糊之类的运动导致的光学效果的输出图像文件，通常以计算机产生的输出图像文件的形式存在。

可以使用任何合适的头戴式显示器。一个合适的头戴式显示器包括安装到常规的眼镜片架上的微型液晶显示器(LCD)，以便显示器位于佩带者的眼睛的中央视觉区域。

在一个实施例中，提供了单个显示器，在这样的情况下，可以模拟单眼视觉的光学效果和/或特征。在另一个实施例中，为病人每一只眼睛提供了单独的显示器，在这样的情况下，本发明可以模拟双目视觉的光学效果。包括双显示器的实施例预计比单一显示器的实施例具有额外的优点，因为通过使用双显示器，可以使得本发明模拟每一只眼睛的不同眼镜片设计。

在一个实施例中，输出图像包括定义了视野(FOV)边界的帧图像特征，对接受模拟的光学效果或特征的输出图像的一部分的视野成帧。换句话说，帧定义了涉及模拟的眼镜片的输出图像的某些部分的边界。通常，由帧所定义的视野将在由可用的常规眼镜片架所提供的类似的范围内。结果，在这样的实施例中，除模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征之外，通过模拟，还将给佩带者提供视觉体验，该体验至少在某种程度上复制了通过帧查看的视图。在这样的实施例中，输出图像的垂直和水平角度大小通常将超过帧图像特征的对应的角度大小。

本发明还提供了用于模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统，该系统包括：包含选定眼镜片设计的模拟信息的模拟文件；包括模拟引擎的编程计算机，用于处理模拟信息，以生成模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据，以及包括用于向佩带者显示输出图像的头戴式显示器的镜片模拟器。

本发明还提供了用于模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统，该系统包括处理器以及关联的存储器设备，所述存储器设备用于存储一系列指令以使处理器：检索选定眼镜片设计的模拟信息；处理模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及使用由佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示输出图像，供佩带者查看。

本发明还提供了用于模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统中的计算机软件，该系统包括处理器以及关联的存储器设备，用于存储包括一系列指令的计算机软件，以使处理器：检索选定眼镜片设计的模拟信息；处理模拟信息，以生成模拟选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及使用由佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示输出图像，供佩带者查看。

可以预料，本发明的系统和方法的实施例将对教育或销售目的有用。然而，可以预期，本发明将在显示人在购买之前可以体验的潜在的候选产品，或在制造之前需要进行实验室制造的眼镜片元件的情况下得到主要应用。

附图说明

现在将参考附图中所显示的优选实施例来详细描述本发明。然而，必须理解，所显示的主题只呈现了用于实现本发明的一种技术。其他配置和方案也是可预见的，也在如上文所一般性地描述的本发明的范围内。

在附图中：

图1是根据本发明的实施例的系统的简化方框图；

图2是适用于图1的系统的镜片模拟器单元的第一个实施例的顶视图；

图3是图2所示的镜片模拟器单元的正视图；

图4是安装到佩带者身上的图2所示的镜片模拟器单元的正视图；

图5是适用于图1所示的系统的镜片模拟器单元的第二个实施例的透视图；

图6是适用于图1所示的系统的镜片模拟器单元的第三个实施例的透视图；

图7是适用于图1所示的系统的计算机系统的实施例的方框图；

图8是图像文件的图像的示例；

图9是由根据实施例的方法生成的输出图像的序列的示例；

图10是由根据实施例的方法生成的输出图像的序列的另一个示例；以及

图11是显示了适用于根据本发明的实施例的镜片模拟器单元的方框图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的实施例的系统100的简化方框图；系统100包括存储了以一个或多个模拟文件104的形式存在的模拟信息的编程的存储器102、编程的计算机106，以及镜片模拟器单元108。

在目前的情况下，一个或多个模拟文件104包括以失真矩阵或模糊矩阵的形式存在的镜片模型模拟文件，以包含图像数据的输入图像文件的形式存在的输入图像信息。可以由光线追踪通过镜片的模型以常规方式生成失真矩阵或模糊矩阵。通常，将为佩带者的左眼和右眼提供不同的镜片模型文件。

输入图像文件将具有可以由编程计算机106处理的任何合适的格式，以提供输出图像的输出图像数据，输出图像能够通过安装到镜片模拟器单元108上的头戴式显示器显示给佩带者110。

通常，输入图像文件将包含以数字数据的形式存在的输入图像数据，该输入图像数据可以被解码，以便作为静止或视频图像显示出来。例如，输入图像文件可以包含计算机产生的视频图像或计算机产生的静止图像的数字数据。

或者，输入图像文件也可以包含在进行模拟之前安装到头戴式显示器的一个或多个照像机记录的视频图像或静止图像的数字数据。

通常将从包含多个眼镜片设计的模拟数据的模拟文件的数据库112中检索选定眼镜片设计的模拟信息。在这样的实施例中，用户114可以对编程计算机106进行操作，以选定用于模拟的特定眼镜片设计。如图所示，数据库112可以是编程计算机106本地的，也可以是可以通过合适的通信网络(显示为因特网116以及服务器118)进行访问的远程数据库112。

镜片模拟器单元108和编程计算机106通过接口120连接在一起。接口120可以包括有线接口。然而，技术的发展可以允许连接是无线的，可以省去有线接口。或者，编程计算机106和镜片模拟器单元108可以作为单模块集成在一起。

编程计算机106可以包括可佩带的计算机、移动电脑(如笔记本电脑或手提计算机)，或台式计算机。合适的计算机硬件106对于那些精通本技术的人是已知的。

如图2到图4所描述的，镜片模拟器单元108包括头戴式显示器(参见图2)，能够以类似于常规眼镜片架的方式安装到佩带者110身上(参见图4)，以显示输出图像，供佩带者110查看。输出图像将提供针对佩带者110的选定模拟的眼镜片设计的光学效果或特征的近似的视觉模拟(参见图1)。

模拟的光学效果和/或特征通常将随着由系统100模拟的眼镜片的类型而变化(参见图1)。在这一方面，根据本发明的实施例的系统100(参见图1)可以模拟多种类型的眼镜片设计，也可以模拟单一类型。如此，本发明的不同实施例可以模拟不同眼镜片类型的光学效果和/或特征，包括，例如，钢琴镜片、单视镜片、双焦点镜片和渐进镜片(PAL)。

对于单视眼镜片，模拟的光学效果可以包括由于模拟的眼镜片设计的球面(Rx)、柱面(Cyl)、轴而导致的光学效果，也可以包括运动导致的模糊光学效果。对于双焦点眼镜片，模拟的光学效果还可以包括分段边界。

相对于渐进镜片(PAL)的模拟，对于PAL的不同区域的每一个区域，可以模拟不同光学效果。例如，不同的光学效果可以代表远区、近区、将远区连接到近区的低散光的通道，以及周围区。对于每一个区域，通过模拟，可以模拟散光效果、折射率效果，以及运动导致的模糊效果。就PAL的模拟特征而言，那些特征可以包括，例如，区域大小平衡、镶边、区域边界。

不管模拟哪一种类型的眼镜片，本发明的实施例都将允许佩带者体验可以帮助为佩带者选择合适的镜片设计的视觉模拟，好像佩带者将“看到”在典型的查看位置模拟的眼镜片的光学效果和/或特征。这样的视觉模拟可以帮助佩带者选择满足他们的视觉需求。结果，可以预见，本发明的实施例将在为佩带者设计或配制眼镜片方面得到应用。

镜片模拟器单元108可以包括目前市场上可买到的多个组件。例如，镜片模拟器单元108可以包括头戴式显示器，如位于美国科罗拉多州Centennial的Liteye Systems，Inc.，推出的一种。镜片模拟器单元108可以包括单目头戴式显示器，或者，也可以包括双目头戴式显示器，取决于所需的模拟的类型。

再次请参看图2，该图显示了适用于本发明的第一个实施例的镜片模拟器单元108。镜片模拟器单元108包括单目头戴式显示器200，该显示器200本身包括显示投影仪202和显示表面204，这两者都固定于框架206中。当然，应该理解，也可以使用其他头戴式显示器配置。

显示投影仪202包括微型液晶显示器(LCD)和关联的镜片系统，用于将输出图像聚焦到显示面204上，以便佩带者可查看图像。虽然所显示的实施例使用的是LCD型投影仪，但是，应该理解，也可以使用其他类型的显示器，包括，例如，阴极射线管(CRT)、硅基液晶(LCoS)，或有机发光二极管(OLED)显示器。

显示面204由框架200支撑，并定位，以提供用于显示显示投影仪202的输出的表面，供佩带者查看。对于不同的镜片模拟器单元102，显示面204的类型、配置和特性可以变化。例如，显示面可以包括反射性，或部分地反射性的表面，用于将显示投影仪202的输出图像反射到佩带者眼睛中。或者，显示面204也可以包括位于显示投影仪202和佩带者的眼睛之间的镜片或镜片系统，或反射表面和镜片的组合。合适的显示面，包括合适的镜片和/或反射镜方案，是精通本技术的人所了解的。

如图4所示，显示投影仪202和显示面204用于在佩带者110的单个眼睛的中央视觉区域显示输出图像，以便适合于单目模拟。

在图2中所描述的镜片模拟器单元108中，显示面204是不透明的。然而，在其他实施例中，可以提供透明或半透明显示面204。例如，图5描述了适用于本发明的第二个实施例的镜片模拟器单元108的头戴式显示器500。头戴式显示器500包括反射面204，它能够透射，或至少部分地透射可见光(换句话说，表面是透明的或半透明的)。包括透明或半透明反射面204的镜片模拟器单元108将允许佩带者看穿显示面204，如此同时查看在佩带者的视野内重叠在实物图像场景上的输出图像。在这样的实施例中，头戴式显示器500是“平视”看穿类型的显示器。这样的实施例可以用于，例如，显示重叠在实像上的模拟的镜片特点，如分段边界(在双焦点眼镜片的情况下)，或区域边界(在渐进眼镜片的情况下)。

虽然上文所描述的镜片模拟器单元102的示例包括为单眼提供显示表面204的头戴式显示器，但是，在其他实施例中，可以为佩带者的每一个眼睛都提供显示表面204。为每一个眼睛都提供显示表面204的实施例预计会在双目模拟方面得到应用。在图6中描述了包括具有一对显示面的头戴式显示器600的镜片模拟器单元的一个示例。在所描述的示例中，在相应的外壳602内包含了单独的显示面204，每一个外壳内还都包括了单独的显示投影仪(未显示)。目前市场上可买到提供双显示表面204的头戴式投影仪，如位于美国科罗拉多州Centennial的Liteye Systems，Inc.，推出的一种。

现在请参看图7，计算机系统106包括一个或多个处理器，如处理器700。处理器700连接到诸如总线之类的通信基础架构702。

计算机系统106还包括镜片模拟器单元接口704，该接口704可以转发来自通信基础架构702的图形、文本及其他数据，以便提供给镜片模拟器单元108(参见图1)。

计算机系统106还包括主存储器706，优选情况下，随机存取存储器，还可以包括辅助存储器708。

辅助存储器708可以包括，例如，硬盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等等。可移动存储驱动器714以已知的方式从可移动存储单元(未显示)中读取和/或向其中写入。可移动存储单元表示软盘、磁带、光盘等等。

可以理解，可移动存储单元包括计算机可使用的存储介质，其中以模拟引擎(包括一系列指令以使处理器700实现所需的功能)的形式存储了计算机软件。在替代实施例中，辅助存储器708可以包括允许计算机程序或指令加载到计算机系统106中的其他类似的装置。这样的装置可以包括，例如，可移动存储单元(如外部USB存储设备)和接口712。

计算机系统106还可以包括通信接口716。利用通信接口716，可以在计算机系统106和外部设备之间传输软件和数据。通信接口716的示例可以包括调制解调器、网络接口、通信端口、PCMIA槽和卡等等。通过通信接口716传输的软件和数据呈现信号的形式，信号可以是能够被通信接口716接收到的电磁、电子、光学或其他信号。信号是通过诸如有线或电缆、光导纤维、电话线、蜂窝电话链路、无线电频率或其他通信信道之类的通信路径(未显示)向通信接口716提供的。

计算机系统106还可以包括诸如用户界面718之类的一个或多个用户界面。用户可以利用用户界面718与计算机系统106进行交互。用户界面716的示例可以包括键盘、显示器(如LCD显示器)、鼠标、轨迹球、触摸表面等等。

现在请参看图8，该图显示了在处理步骤之前从输入图像文件生成的初始输出图像800的示例。在所描述的示例中，初始输出图像800包括代表远视野中的物体802(这里显示为建筑物)、中间视野中的物体802(这里显示为计算机显示器)，近视野中的物体804(这里显示为书)的图像特征。初始输入图像800还包括定义了模拟的视野(FOV)的参考边界的帧图像特征808。

现在请参看图9，该图显示了图像902、904、906的序列900，描述了双焦点眼镜片设计的光学效果的模拟的示例。在此示例中，输出图像902对应于输入图像。图像904是通过处理模拟数据和输入图像900以模拟佩带者身上的用于查看远视野中的物体908的双焦点眼镜片设计的光学效果而生成的输出图像。如图所示，表示近距物体910的图像特征组件已经相对于初始输出图像900被“离焦”，以模拟查看双焦点眼镜片设计的远距离段以聚焦于远视野中的物体的佩带者的光学效果。

输出图像906是通过处理模拟数据和输入图像900以模拟佩带者身上的用于查看近视野中的物体的双焦点眼镜片设计的光学效果而生成的输出图像。如图所示，表示近距物体910的图像特征已经相对于输入图像900被“聚焦”，以模拟查看双焦点眼镜片设计的近距离段以聚焦于近视野中的物体910的佩带者的光学效果。

现在请参看图10，该图显示了图像1002、1004、1006、1008的序列1000，这些图像模拟佩带者身上的渐进镜片设计的光学效果。该序列类似于图9中所描述的序列。然而，在此示例中，该序列使用渐进镜片的相应的区域，模拟用于查看远视野中的物体(参见图像1004)，中间视野(参见图像1006)和近视野的模拟的渐进镜片的光学效果。

请再次参看图1，如此，应该理解，镜片模拟器108可以模拟具有不同光学特性的不同类型的眼镜片设计的光学效果。在目前的情况下，计算机系统106存储了不同单视镜片设计、不同双焦点镜片设计和不同渐进镜片设计的模拟数据。相应地，在目前的情况下，镜片模拟器108能够模拟单视镜片、双焦点镜片或渐进镜片。

除模拟由于选定的眼镜片设计的光学性质而导致的光学效果之外，系统100还可以模拟由于佩带者使用适当地配置的镜片模拟器单元108的头部移动而导致的光学效果。在这样的实施例中，失真矩阵和/或模糊矩阵适用于输入图像，每次输入图像根据头部移动信息而被更新时，都会更新。

请参看图11，该图显示了镜片模拟器单元108的一个示例，用于在显示计算机产生的“虚拟”输出图像的模拟之前或者模拟过程中传递从头部移动/位置传感器1100获得的头部移动数据。在使用头部移动数据的系统实施例中，计算机系统106(参见图1)将提供合适的接口和软件，以接收例如，在模拟之前进行的查看活动过程中，或者在模拟本身过程中进行的查看活动过程中的头部移动数据。在这样的实施例中，模拟数据将包括接收到的头部移动数据，以便通过处理模拟数据和图像文件，生成包括了诸如运动导致的模糊之类的运动导致的影响的输出图像文件。优选情况下，使输出图像相对于头部移动而稳定，以便产生在镜片模拟器单元108外部存在输出图像的感觉。这样的实施例还允许镜片模型按与现实镜片类似的方式与场景进行交互。

图11所示的镜片模拟器单元108还包括照像机，可以用来捕获由佩带者在模拟之前或在模拟过程中进行的查看活动的视频图像或静止图像，模拟过程生成“现实”场景的输出图像，或在这样的场景上方重叠以镜片特征的形式存在的图像特征。

配置了照像机1102，用于捕获佩带者在查看活动过程中的“查看内容”。视觉活动可以包括，例如，近视野查看活动，如阅读，或远视野视觉的活动。

在本发明的包括图11所示的类型的镜片模拟器单元108的实施例中，通过输入图像文件和模拟数据的处理以生成输出图像文件的过程，可以在显示输出图像文件之前进行。相应地，输入图像文件可以是预先记录的输入图像文件。

或者，模拟过程可以涉及处理输入图像文件和模拟数据，以生成输出图像，以便“实时”显示。

图11所示的镜片模拟器单元还包括通信基础结构1104，如用于传输视频和数据信号的线路和电缆，以及通信接口1106，如，用于将镜片模拟器单元连接到计算机系统106的连接器或驱动器。

虽然在上文所描述的实施例中，本发明主要是使用计算机软件来实现的，但是，在其他实施例中，本发明也可以主要以硬件的方式来实现，使用，例如，诸如专用集成电路(ASIC)之类的硬件组件。实现硬件状态机以便执行这里所描述的功能，对于那些精通有关技术的人员是显而易见的。在其他实施例中，可以使用硬件和软件两者的组合来实现本发明。

最后，应该理解，对于这里所描述的配置可以有其他变化和修改，它们也在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的方法，所述方法包括：

检索所述选定眼镜片设计的模拟信息；

处理所述模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的所述光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及

使用由所述佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示所述输出图像，供佩带者查看。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学效果包括由于所述选定眼镜片设计的一个或多个模拟的光学参数而导致的模拟的光学效果，所述一个或多个模拟参数包括：

(a)球面(Rx)；

(b)柱面(Cyl)；

(c)轴；

(d)加入度，

(e)散光；

(f)棱镜；以及

(g)底座。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模拟信息包括下列两项中的一个或多个：

(a)所述选定眼镜片设计的镜片模型信息；或

(b)输入图像信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述镜片模型信息包括下列两项中的一个或多个：

(a)以模糊矩阵的形式存在的信息；以及

(b)以失真矩阵的形式存在的信息。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述输入图像信息包括下列两项中的一个：

(a)从照像机获得的图像；以及

(b)计算机生成的图像。

6.根据权利要求1到5中任何一项权利要求所述的方法，其中，模拟的特征包括镜片特征，并且其中所述输出图像包括重叠在所述输入图像上的所述镜片特征。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述模拟镜片特征包括镜片边界。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述选定镜片是渐进眼镜片，并且其中所述镜片特征包括下列各项中的一个或多个：

(a)远区特征；

(b)通道特征；以及

(c)近区特征。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述选定镜片是双焦点镜片，并且其中所述特征包括所述双焦点段。

10.一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的方法，所述方法包括：

提供捕获由所述佩带者进行的查看活动的输入图像；

检索所述选定眼镜片设计的模拟信息；

处理所述输入图像和所述模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的所述光学效果和/或特征的输出图像，以便显示给所述佩带者；以及

使用由所述佩带者佩带的头戴式显示器，显示所述输出图像，供所述佩带者查看。

11.一种模拟佩带者的眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统，所述系统包括：

包含所述选定眼镜片设计的模拟信息的模拟文件；

包括模拟引擎的编程计算机，用于处理所述模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的所述光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据，以及

包括用于向所述佩带者显示所述输出图像的头戴式显示器的镜片模拟器。

12.一种模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统，所述系统包括处理器以及关联的存储器设备，所述存储器设备用于存储一系列指令以使所述处理器：

检索所述选定眼镜片设计的模拟信息；

处理所述模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的所述光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及

使用由所述佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示所述输出图像，供佩带者查看。

13.用于模拟佩带者的选定眼镜片设计的光学效果和/或特征的系统中的计算机软件，所述系统包括处理器以及关联的存储器设备，用于存储包括一系列指令的所述计算机软件，以使所述处理器：

检索所述选定眼镜片设计的模拟信息；

处理所述模拟信息，以生成模拟所述选定眼镜片设计的所述光学效果和/或特征的输出图像的输出图像数据；以及

使用由所述佩带者佩带的头戴式镜片模拟器单元，显示所述输出图像，供佩带者查看。

14.一种模拟佩带者的眼镜片元件的所述光学效果和/或特征的方法，所述方法基本上如上文参考附图所描述的那样。

15.一种模拟佩带者的眼镜片元件的所述光学效果和/或特征的系统，所述系统基本上如上文参考附图所描述的那样。

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