CN104159499B

CN104159499B - 用于测定眼镜佩戴者的至少一种头部姿势特征的方法

Info

Publication number: CN104159499B
Application number: CN201380013307.9A
Authority: CN
Inventors: A·阿达迪; J·德尔策斯
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2017-06-30
Anticipated expiration: 2033-03-08
Also published as: US9664929B2; CA2866736A1; CN104159499A; FR2987918A1; AU2013229323B2; WO2013132165A8; EP2822451A1; AU2013229323A1; WO2013132165A1; FR2987918B1; US20150109577A1; EP2822451B1

Abstract

本发明涉及一种用于测定与配戴眼镜(100)的人(1)的头部(10)的姿势有关的至少一种特征的方法，该眼镜包括一个镜架(110)和两个镜片(150G，150D)，该方法是使用了包括一个图像传感器、至少一个光源及一个计算单元的一种测定装置进行的。根据本发明，该方法包括以下步骤：a)获取该佩戴者的头部的至少一部分的一个图像(301)，其中该眼镜被该光源照明；b)在该图像中，对通过该眼镜的两个镜片所反射的来自该光源的反射(160D，160G，161D，161G)进行定位；并且c)推导出与该图像传感器有关的该佩戴者的头部的姿势特征随该图像中这些反射的位置的变化。

Description

用于测定眼镜佩戴者的至少一种头部姿势特征的方法

发明技术领域

总体而言，本发明涉及对一位受试者进行测量。

它特别(但非排他地)适用于对一位眼镜佩戴者进行测量以达到针对这一佩戴者所定制的矫正镜片进行个人化光学设计的目的。

更确切地说，它涉及一种用于测定该佩戴者的头部的至少一种姿势特征的方法。

它还涉及一种用于获取该佩戴者的半瞳孔距离的程序和一种用于检测当该佩戴者快速地转动其注视时他或她的行为的方法。

它还涉及一种用于测定该佩戴者的头部的至少一种姿势特征的装置，该装置包括适于对该眼镜佩戴者的头部进行照明的至少一个光源；适于获取该佩戴者的头部的一个图像的一个图像传感器，在该图像中呈现了由该光源所照明的该副眼镜；及用于计算所述姿势特征的一个处理单元。

现有技术

在矫正眼科镜片的设计过程中，归因于佩戴者和所选择的眼镜架，需要考虑许多的个体几何形态参数，称为个人化光学设计参数，以便用机器加工镜片，这样使得它尽可能最佳地被定制用于该佩戴者。

为了测定这些几何形态参数，眼镜商将所选择的眼镜架放到佩戴者的鼻子上并且对如此装备的佩戴者进行不同的测量操作。因此，眼镜商可以特定地测定该佩戴者的半瞳孔距离，即，该佩戴者的鼻梁与该佩戴者的每个瞳孔之间的距离。

然而，当该佩戴者的面部不是精确地面向该图像传感器时，这些测量值有讹误。

确切地说，已经观测到当佩戴者的头部相对于光轴呈一个非零的偏转角时，即，当该佩戴者的头部略微地转向该图像传感器的左侧或右侧时，这些半瞳孔距离的测量值每度偏转角有约0.5毫米的讹误。

然后，已知测定这一偏转角以便对所测量的几何形态参数进行校正。

确切地说，从文献WO 2008/132356中已知一种用于测定这一角度的方法，这种方法在于对眼镜架装备一个参考点系统，以便使其更易于在所获取的图像中对该眼镜架进行定位并且使其更易于计算该偏转角。

然而，这种方法具有多种缺点。

因此，有必要小心地将该参考点系统紧固到该眼镜架上，不管这一镜架的形状如何，这可以证实是很难的并且必须由一位经过训练的眼镜商进行。

另外，取决于该眼镜架的形状，该参考点系统夹持在该镜架上可以证实是可变的。

此外，已经观测到该参考点系统的定位难以自动地实施并且具有相当大的失败率，以致经常迫使该眼镜商将这一参考点系统手动地定位在所获取的图像上。

最后，该参考点系统不是非常有吸引力的，它对于必须在镜子中以及在所获取的图像上看见自己的眼镜佩戴者来说是很不讨人欢喜的。

此外，从文献WO 2008/009423获知一种用于检测眼镜架中两个镜片的位置的方法，所述方法也使用了一个参考点系统和一个图像传感器。此处，该参考点系统在于粘附地粘结到这些镜片的标签，而该图像传感器是由两个单独的摄像机(或一个摄像机和一个半镀银镜)形成。

定位于该眼镜佩戴者上方的两个光源被提供用于对该佩戴者进行照明，而不会在镜片上产生反射，这些反射将不利地影响这些测量。

此处，这种方法也具有多种缺点。

因此，有必要小心地将这些标签粘附地粘结到镜片上。

标签的自动定位难以实施并且具有相当大的失败率。

此外，使用两个单独的摄像机(或一个摄像机和一个半镀银镜)需要以很高的精确度来制造该装置，这样使得这两个摄像机相对于彼此精确地安置。

另外，它需要周期性的维护操作以便有规律地重新安置这些摄像机。

另外，这些测量的精确度对于温度非常敏感，温度增加使得该装置的组成元件膨胀。

发明主题

为了改善以上提到的现有技术缺点，本发明提供了一种用于测定装备有一个镜架和两个镜片的一副眼镜的佩戴者的头部的至少一种姿势特征的方法，该方法包括以下步骤：

a)经由图像传感器获取该佩戴者的头部的一个图像，在该图像中呈现了由该光源所照明的该副眼镜；

b)在所述图像中，经由处理单元对该副眼镜的两个镜片的光学面上该光源的反射进行定位；并且

c)经由该处理单元推导出相对于所述图像传感器该佩戴者的头部的姿势特征随所述图像中所述反射的位置的变化。

因此，根据本发明，已知该光源相对于该图像传感器的位置，使用了在这些镜片的光学面上的反射的位置来测定该佩戴者的头部的姿势特征。

这些反射主要是由这些镜片的前部光学面反射的，但它们也可以是由这些镜片的背部光学面部分地反射的。

因此，无需在该副眼镜上提供任何参考点系统，并且由此该方法可以无需专家的帮助容易地实施。

此外，使用一个光源和一个单个图像传感器(排除任何其他图像传感器或半镀银镜)使得能获得一种高测量可靠性，因为这些测量对温度变化不敏感。

该装置制造特别简单，具有一种低制造和维护成本。

采用在两个镜片的前面上而不是在这些镜片的边缘上或在这些镜片中的钻孔的边缘上的反射的位置是特别有益的。

这是因为如果采用了在这些镜片的边缘上的反射的位置，那么将不可能获得单个基准点来相对于该光源进行镜片的定向(具体地说，有可能在不改变在该镜片的边缘上反射的位置的情况下相对于该镜片移动光源)。

相比之下，此处有可能获得与该镜片相对于该光源的水平定向和垂直定向有关的两个数据，由此使得能由此推导出有关该佩戴者的姿势的三维信息(具体地说，不可能在不改变该镜片的前面上反射的位置的情况下相对于该镜片移动光源)。

以下为根据本发明的测定方法的其他有利的和非限制性的特征：

-在步骤b)中，该处理单元还在所述图像中对该眼镜架的一个点或一个可观测直线的位置进行了定位，并且在步骤c)中，该处理单元还推导出该姿势特征随所述图像中该点或该可观测直线的位置的变化；

-该可观测直线对应于该副眼镜的中心轴并且在步骤b)中通过测定所述图像中在该镜架的镜片或镜框周围外切的方框的位置并且通过对在这两个外切的方框之间穿过的中心轴进行定位来对其定位；

-该图像传感器具有一个光轴，所述姿势特征是该佩戴者的面部相对于该图像传感器的光轴定向的一个角度；

-所述姿势特征是一个偏转角，该偏转角使该佩戴者的头部的矢状平面与穿过该图像传感器的光轴并且穿过该光源的平面分开；

-在步骤c)中，所述偏转角是随每个反射与该可观测直线分开的距离的变化进行计算；

-在步骤a)中，该图像传感器在红外光域中获取所述图像；并且

-该装置包括一个相对于所述图像传感器可移动的光源，在步骤a)之前，提供了一个预先安置该光源的步骤，在该步骤中，该处理单元移动所述光源，以使得由该副眼镜的两个镜片所反射的所述光源的反射对于该图像传感器是可见的。

本发明还提供了一种用于获取一副眼镜的佩戴者的半瞳孔距离的程序，该程序是使用了包括一个图像传感器、至少一个光源及一个处理单元的一种装置进行的，其中该佩戴者的头部关于其纵轴相对于所述图像传感器枢转，所述程序包括以下操作：

i)经由该图像传感器获取该佩戴者的头部的至少两个单独的图像，在这些图像中呈现了由该光源照明的该副眼镜，以便实施以上提到的测定方法，从而测定在每个所获取的图像中该佩戴者的头部的偏转角；

ii)在操作i)中所获取的这些图像的至少一个中，经由该处理单元一方面对由该佩戴者的两个角膜所反射的该光源的角膜反射进行定位，并且另一方面对该副眼镜的一个中心轴进行定位；

iii)在操作ii)中所处理的每个图像中，经由该处理单元测量这些角膜反射中的每一个与该中心轴之间的瞳孔距离；并且

iv)推导出半瞳孔距离随操作iii)中所测量的这些瞳孔距离的变化。

以下为根据本发明的获取程序的其他有利的和非限制性的特征：

-在操作i)中所获取的每个图像中测定的偏转角被用于选择打算在操作ii)到iv)中进行处理的一个单一图像，其偏转角实质上为零，或被用于对在至少两个图像中所测量的瞳孔距离进行校正，以便由其推导出所述半瞳孔距离；

-所述操作i)包括一个从所有这些所获取的图像中选择少量图像的步骤，在这些图像中，这些角膜反射和由这些镜片所反射的反射是可见的并且不重叠；

-提供了用于测定该眼镜架的一个特征尺寸以便按比例缩放这些瞳孔距离和/或这些半瞳孔距离的一个操作；并且

-该佩戴者静止不动并且该图像传感器被移动以关于该佩戴者的头部的纵轴枢转。

本发明还提供了一种用于检测一副眼镜的佩戴者的行为的程序，该程序是使用了包括一个图像传感器、至少一个光源、两个目标及一个处理单元的一种装置进行的，该程序包括以下操作：

i)预先安置该佩戴者以使得其注视被引导向这两个目标之一；

ii)教导该佩戴者在这两个目标中另一个的方向上快速地转动其注视；

iii)通过实施一种如以上所描述的测定方法来测定该佩戴者的头部的一个偏转角；并且

iv)推导出对该佩戴者通过移动其头部或其眼睛来转动其注视的倾向进行定量的一个系数随所测定的偏转角的变化。

以下为根据本发明的检测程序的其他有利的和非限制性的特征：

-在操作i)与ii)之间提供了通过实施一种如以上所描述的测定方法来测定该佩戴者的头部的一个第一偏转角的一个操作，并且在操作iv)中也提供了推导所述系数随所述第一偏转角的变化；并且

-该第二目标包括一个光源，操作ii)在于开启所述光源。

最后，本发明涉及一种用于测定一副眼镜的佩戴者的头部的至少一种姿势特征的装置，该副眼镜包括一个镜架和两个镜片，该装置包括：

-适于对该眼镜佩戴者的头部进行照明的至少一个光源；

-适于获取该佩戴者的头部的一个图像的一个图像传感器，在该图像中呈现了由该光源所照明的该副眼镜；及

-适于处理所述图像，以便在所述图像上对由该副眼镜的两个镜片所反射的该光源的反射进行定位，并且适于由其推导所述姿势特征的一个处理单元。

示例实施例的详细说明

作为非限制性实例给出的以下说明和它提到的附图将允许了解组成本发明的内容及如何才能进行本发明。

在附图中：

-图1是一位眼镜佩戴者的头部的示意性透视图；

-图2是图1中的眼镜佩戴者的头部的示意性俯视图；

-图3是呈现了图1中的眼镜佩戴者的眼睛以及一个图像传感器的示意图；

-图4是适于实施根据本发明的方法的一种装置的示意性透视图；

-图5到7示出了通过图3中的图像传感器获取的三个图像；并且

-图8是图1中的眼镜佩戴者的头部的示意性俯视图。

在以下说明中，某些参考符号由一个数字后加字母G或D组成。这些参考符号则对应地指明了相对于该眼镜佩戴者定位于左侧或右侧的元件。因此，该佩戴者的左眼和右眼的参考符号对应地为20G和20D。

图1示出了佩戴一副眼镜100的个体1的头部10。这位个体在以下该说明的其余部分中将被称为“佩戴者”。

在这一说明中，还将提到另一位个体，该个体将被称为“卖主”并且将帮助该佩戴者10选择一副眼镜100并对制造眼科镜片(未示出)所需的数据进行测量以便定购这些镜片并将其装配到由该佩戴者所选择的眼镜架100中。

由于这些测量是自动进行的，故这位卖主无需为一位眼镜商。

在进行这些测量之前，该佩戴者将从该卖主可获得的多副眼镜中选出一副眼镜100。

在这些测量过程中，该佩戴者将佩戴这副眼镜100。

该佩戴者将为坐着或站着的，并且其头部10实质上伸直并且被引导朝向一个图像传感器210(参看图3)。

此外，该卖主将要求该佩戴者1注视定位于该图像传感器210附近的一个目标310(参看图3)。因此，该佩戴者1的两只眼睛20G，20D的两个瞳孔的中心21G，21D以及旋转中心OD，OG将对应地与该目标310对准。

在图1中，可以看出，该佩戴者1所选择的该副眼镜100是全镜框眼镜(作为一种变化形式，它们当然可以是任何其他类型的眼镜，如半镜框或无镜框眼镜)。

这副眼镜100包括一个眼镜架110，该眼镜架包括两个镜框111G，111D(或眼线)，其中装配有两个显示镜片150G，150D(预期将被针对该佩戴者的视力所定制的眼科镜片替换)。

这两个镜框111G，111D经由一个鼻梁架或梁架113彼此连接，该鼻梁架或梁架装备有搁在该佩戴者的鼻子上的两个鼻托。它们还各自装备有一个搁在该佩戴者1的相应的耳朵上的镜腿112G，112D。这些镜腿112G，112D各自沿一个纵轴直线地延伸越过其大部分长度，并且在其端部处成曲形。

该眼镜架110的两个镜框111G，111D各自具有一个凹槽(常称为带槽框)凹入其内部中，在该凹槽中装配有一个斜面，该斜面从相应的显示镜片150G，150D的边缘面突出。

如图2所示，此处中平面P1是相对于眼镜架110定义，所述中平面尽可能紧密地通到在这两个镜框111G，111D的带槽框的下缘上的所有点。

这一中平面P1相对于穿过镜腿112G，112D的纵轴的平面倾斜一定角度，称为“倾角”。平均起来，一个眼镜架的倾角为约10度。

如图1所示，在由该图像传感器210所获取的佩戴者1的每个图像中，眼镜架110的镜框111G，111D可以借助于根据“方框系统法”所定义的两个方框151G，151D来表征。

这些方框系统法方框151G，151D被定义为与眼镜架110的镜框111G，111D(或显示镜片150G，150D)外切的矩形，其两条边是垂直的并且其另外两条边是水平的。

然后，在每个图像中，眼镜架100的可观测轴A3被定义为与方框系统法方框151G，151D的垂直边平行并且与这些垂直边等距的轴。

如图1所示，法兰克福平面P3是相对于处于测量位置的佩戴者1定义为穿过该佩戴者的眶下缘和外耳门上缘中点的平面(外耳门上缘中点是在颅骨耳道中的最高点，它对应于耳朵的耳屏点)。因此，在所测量的位置中，这一法兰克福平面P3将为实质上水平的。

矢状平面P2也被定义为与法兰克福平面P3并且与穿过佩戴者1的两只眼睛20G，20D的旋转中心OG，OD并穿过该佩戴者的鼻梁的轴正交的平面。因此，在测量过程中，这一矢状平面P2将为实质上垂直的。其位置将不是由佩戴者1的鼻子的位置推导而是取决于佩戴者1所佩戴的该副眼镜100的位置。

纵轴A1是相对于佩戴者1的头部10定义为与法兰克福平面P3正交，包含在矢状平面P2中，并且对应于当佩戴者1将其头部从右边旋转到左边时(即，当他们摇动其头部说“不”的时候)该佩戴者的头部10的旋转轴。在测量位置中，这一纵轴A1将为实质上垂直的。

额状轴A4也被定义为法兰克福平面P3与矢状平面P2之间的相交轴。

横轴A5也被定义为垂直于纵轴A1和额状轴A4的轴。

在测量位置中，额状轴A4和横轴A5这两个轴将为实质上水平的。

如图3所示，佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED被定义为矢状平面P2与佩戴者1的两只眼睛20G，20D的旋转中心OG，OD分开的距离。

如图1所示，佩戴者的瞳孔高度HG，HD对于其自身来说被定义为在每个所获取的图像中，佩戴者1的眼睛20G，20D的旋转中心OG，OD(实际上，它们在该图像中与佩戴者1的瞳孔中心21G，21D重合)与相应的方框系统法方框151G，151D的下缘分开的距离。

此外，如图3中所示，水平的平面与垂直的平面是相对于图像传感器210定义，这些平面的交集与图像传感器210的光轴A2重合。

理想地，然后设法对佩戴者1的头部10进行放置，以使得其法兰克福平面P3与图像传感器210的水平的平面重合并且使得其矢状平面P2与图像传感器210的垂直的平面重合。

实际上，一般会观测到这些平面之间的微小偏移，易于使测量产生讹误。

这一偏移可以借助于三个角度，即倾侧角β、俯仰角δ及偏转角α来测量，这三个角度对应于佩戴者1的头部10自由旋转的三种方式。

因此，偏转角α将被定义为在佩戴者的头部10的理想位置(面向光轴A2)与佩戴者的头部10的实际位置之间佩戴者1的头部10关于纵轴A1旋转的角度。这一偏转角将在图像传感器210的水平的平面中测量。

倾侧角β将被定义为在佩戴者的头部10的理想位置与佩戴者的头部10的实际位置之间佩戴者1的头部10关于额状轴A4旋转的角度。取决于可观测轴A3的倾斜度，这一倾侧角β在每一所获取的图像上将是容易地可测量的。

俯仰角δ将被定义为在佩戴者的头部10的理想位置(面向光轴A2)与佩戴者的头部10的实际位置之间佩戴者1的头部10关于横轴A5旋转的角度。这一俯仰角δ将在图像传感器210的垂直的平面中测量。

图4示出了装置200，该装置使得根据本发明的方法能得以实施，并且更一般地说，使得定购有待装配于佩戴者1所选的眼镜架110中的眼科镜片代替显示镜片150G，150D所需的数据能得以测量并获取。

这一装置呈眼镜亭(spectacle kiosk)200的形式，同时起到了眼镜架显示和测量中心的作用。

出于这一目的，它包括至少一个座架201；一个光源220，230，240；一个图像传感器210；及一个处理单元250。

优选地，该光源220，230，240发射红外光并且该图像传感器210捕捉红外图像。

此处将使用的红外光域是近红外光，其波长被包含在780与1400nm之间。

具体地说，使用红外光具有众多优势。它尤其使得在该副眼镜100的显示镜片150G，150D上反射的由外部或内部光引起的杂光反射能够得以避免。它还使得有可能防止佩戴者1在测量过程中目眩。最后，它使得由图像传感器210所获取的图像中佩戴者1的眼镜即使在显示镜片150D，150G染色时也有可能看到。

该座架可以是一个单件，这样使得该图像传感器和这些光源相对于上面放着眼镜亭的地面保持固定。在这一情形中，将有必要提供一种高度可调整的托架，以便能够放置佩戴者，这样使得其头部定位于该图像传感器的范围内。

相比之下，在图4中所示的眼镜亭200的实施例中，座架201包括一个放在地面上的底座202，及一个滑块205，该滑块被安装成相对于底座202沿垂直轴A8平移地移动并且载有光源220，230，240及图像传感器210。

因此，取决于佩戴者1的体格，图像传感器210的位置为高度可调整的。

更准确地说，该底座202具有一种中空的平行六面体形状，它沿垂直轴A8伸长并且具有一个正方形的水平截面。

这一底座202具有一个靠近放在地面上的器壁的下端，及一个敞开式上端，该滑块205经由该上端插入。

出于这一目的，这一滑块205具有一个中空的平行六面体形状，并且水平截面的外部尺寸等于底座202的内部尺寸，由此使其能够在底座202中滑动。

这一滑块205具有一个对底座202的内部敞开的下端，及一个靠近平坦器壁的上端。

该滑块205在两个相对的侧面上具有两个突出销204，这些突出销被插入在该底座202的两个相对的侧面中制造的两个垂直的长圆孔203中，以便允许沿垂直轴A8在两个(高和低)停止位置之间平移地导引该滑块205。

此外，还提供了电动化的致动部件(未示出)，该部件使得该滑块205能在底座202中上升并且下降到所希望的高度。

还提供了用于测定该滑块205在底座202中的高度的部件(例如与齿条相联的编码轮)。

此外，座架200还具有两个侧翼206，207，这些侧翼毗连它转向佩戴者1的前面。

这两个侧翼206，207是由垂直壁形成，这些垂直壁略向前弯曲并且被安装在底座202的提供垂直的长圆孔203的两个相对的侧面上的铰链上。

此外，这些侧翼206，207的前面装备有吊钩(未示出)，其上搁有佩戴者自行选择的眼镜架。

在图4中，可以看出，滑块205载有至少两个(此处三个)适于对处于测量位置的佩戴者1的头部10进行照明的红外光源220，230，240。

这些光源220，230，240优选地分布在该图像传感器的任一侧上，在图像传感器210的垂直平面中。

这三个光源220，230，240此处被安装成相对于滑块205为平移地固定的并且由多个发光二极管(LED)形成。

这些光源之一，称为主光源220，与图像传感器210相距一段较短距离(即，此处距该图像传感器不到10cm)定位。它由沿圆形分布的多个LED构成。这些LED直接地紧固到滑块205上。如图4中所示，这一主光源220被定位于该图像传感器210的上方。

另两个光源，称为次光源230，240，一个定位在图像传感器210的上方并且另一个在其下方。它们各自由数量等于主光源220中所用LED的数量的LED构成，这些LED沿两个同心圆分布。它们发射的光强度比主光源220所发射的光强度更低。由次光源230，240发射的光强度是以与主光源220所发射的强度相同的方式可调整的。

这两个次光源230，240被紧固到基底231，241上，这些基底被安装成能够相对于滑块205关于两个单独的水平旋转轴A6，A7可旋转地移动。依靠这一移动性，可能的情形是，将这些次光源230，240手动地引导向佩戴者1的头部10。

更准确地说，这三个光源220，230，240被设计成在佩戴者1所佩戴的该副眼镜100的显示镜片150G，150D上形成单独的反射。

因此，当所有光源220，230，240在两个显示镜片150G，150D上被反射时，图像传感器210可以观测到六个玻璃反射。

使用三个光源220，230，240使得图像传感器201能看到这些反射中的至少一些，无论佩戴者1的头部的俯仰角δ如何。具体地说，应了解的是，当佩戴者1向前倾斜其头部时，通过图像传感器210看到的反射向上缩并且最终离开显示镜片150G，150D。

此外，三个光源220，230，240在佩戴者1的每只眼睛上形成单个反射，称为角膜反射。

图6示出了三个光源220，230，240中仅两个在两个显示镜片150G，150D上反射的情形。因此，在两个显示镜片150G，150D上观测到由主光源220和一个次光源230产生的四个玻璃反射160G，160D，161G，161D，以及两个角膜反射162G，162D。相比之下，第三个光源240关于佩戴者1的头部的俯仰角δ太小而无法在显示镜片150G，150D上产生反射。

当然，作为一种变化形式，可以提供仅包括一个单一红外光源的眼镜亭。

该红外光源可以相对于该图像传感器固定不动地安装在一个预先设定的位置上。然后，将优选使用一种大小相当大以产生一种可检测的角膜反射的光源。此外，考虑到镜架平均倾角，这一光源须被放置成使得在佩戴者1的头部10理想地放置(法兰克福平面P3与图像传感器210的水平的平面重合并且矢状平面P2与图像传感器210的垂直的平面重合)时，该光源所产生的两个玻璃反射定位于显示镜片150G，150D的实质上一半长度上(即，在穿过该镜架的两个方框系统法方框的中心的轴上)。

因此，将推荐在测量过程中检查该佩戴者的头部保持较小的俯仰角，以使得该图像传感器可以看到这一光源在显示镜片上的反射。

根据另一种变化形式，将有可能使这种单一光源被安装成相对于该图像传感器为垂直地平移可移动的，以便补偿该佩戴者的头部的俯仰角。

如图4中所示，此处的眼镜亭200包括了具有一个水平光轴A2的一个单一图像传感器210。

此处，这一图像传感器是由适于在近红外和可见光中获取图像的一个摄像机210形成。

此处，这一摄像机是编号为FCB-EX490的摄像机。它装备有一个红外滤光片，该滤光片可以在它过滤红外光以使得摄像机210能够获取在可见光域中的图像(以下称为“可见光图像”)的正常位置与它允许红外光通到该传感器，然后该传感器可以获取在红外光域中的图像(以下称为“红外图像”)的收缩位置之间转换。

由此，这一摄像机适于获取佩戴者的红外图像，其中清楚地呈现了玻璃反射和角膜反射；及佩戴者的可见光图像，使该佩戴者能够检查所选该副眼镜100适合他/她。

当然，作为一种变化形式，将有可能不仅仅提供一个摄像机，而是两个单独的摄像机，一个适于获取红外图像并且另一个适于获取可见光图像。

此处，该滑块205的前壁含有靠近一个单面镜的一个窗口，该摄像机210定位于在该窗口之后。因此，从该眼镜亭200的外部不能看到该摄像机210，但它仍然适于获取处于眼镜亭200前部的个体的图像。

然后，该摄像机210被安装在该眼镜亭200中，这样使得其物镜被定位成与这一单面镜的背面接触或靠近该背面。

此外，摄像机210的物镜被一个不透明的侧壁包围，以防止杂光反射呈现在所获取的图像中。

在本实例中，此处所有的摄像机都被收纳在一个不透明外壳中，该外壳经由一个小孔对前面敞开，该物镜通过该小孔显露出来，这一外壳被定位成与该单面镜的背面接触。

此外，眼镜亭200还包括至少一个目标310，它定位于摄像机210的物镜的旁边并且与该物镜相距一段较短距离，这样使得处于测量位置的佩戴者1可以看到它。

此处，这一目标310包括在该滑块205的器壁中制造的一个窗口208，介于摄像机210的物镜与次光源230，240之间，通过该窗口可以看到LED。实际上，这一LED在此处被定位于座架200的底座202中，并且借助于一组镜子向该窗口208反射。

这一目标310使得该佩戴者1的注视在测量过程中被引向该摄像机210的物镜。

还提供了两个另外的目标320，330，这些目标定位于座架200的侧翼206，207的外缘上，在摄像机210的水平的平面中。

如本文其余部分将更详细地描述，这些另外的目标320，330将使得佩戴者1的注视被依序引向该眼镜亭200的一侧并且然后另一侧，以便确定这一佩戴者1是否具有通过移动其头部10或其眼睛20G，20D来转动其注视的倾向。

此外，还提供了对应地安置在座架200的两个侧翼206，207的上缘上的两个荧光管260，这些荧光管对佩戴者1的头部10进行照明，这样使得由该摄像机210获取的可见光图像适当地暴露出来。

在这两个侧翼之一206中，还提供了用于显示的部件270和用于打印所获取的可见光图像的部件280。

此处，该显示部件由一个触摸屏270组成，该触摸屏紧固到该侧翼206的前面，使得处于测量位置的佩戴者1可见。

对于该打印部件，它们被设计用于打印出概述有关眼科镜片的定购数据的图表，在该图表上呈现了佩戴者的照片。

此外，还提供了用于扫描佩戴者1的处方的部件。

此处，该打印部件和该扫描部件合并为一体，并且由定位于一个外壳中的一个单一多功能彩色打印机280组成，该外壳被设置成凹入该座架200的侧翼206的前面中。

当然，作为一种变化形式，也有可能提供两个单独的设备，一个用于打印概述性图表并且另一个用于扫描这些处方。

最后，在这两个侧翼的另一个207上，提供了一种用于获取该副眼镜100的至少一个尺寸的部件。具体地说，由该摄像机210所获取的图像不能测定该佩戴者1的该副眼镜100的尺寸。因此，需要按比例缩放所获取的图像。

以上提到的获取部件290可以呈不同的形式。

优选地，它们包括了连接到一个数据库的一个条形码读取器290，该数据库的每条记录都与一个眼镜架模型相关并且包括与这一眼镜架模型有关的一个标识符和数据。

在本实例中，每条记录的标识符是由分配给该眼镜架模型的条形码的编号形成。

对于每条记录中所存储的数据，此处它们包括：

-在两个镜腿112D，112G之间所测量的所讨论的模型的眼镜架的总宽度；

-这些眼镜架的镜框的方框系统法方框151G，151D的高度与长度之间的比率；及

-这两个方框系统法方框151G，151D分开的距离。

当然，该数据库的每条记录中所存储的数据可以包括更少数量的要素(例如，仅眼镜架的总宽度)或更多数量的要素(例如镜框的确切形状、眼镜架的材料、眼镜架的倾角和面型角度等)。

作为一种变化形式，这些获取部件可以仅包括一个简易键盘(一个物理键盘或在该触摸屏上显示的一个键盘)，从而使卖主：

-输入所选眼镜架110的宽度，该宽度是他或她将使用一个标尺事先测量的；并且

-在所获取的图像上将两个光标安置在两点处，他或她在这两点间测量该镜架的宽度。

作为又另一种变化形式，这些获取部件可以仅包括一个已知尺寸的简易测量仪器，该测量仪器将被附接到所选眼镜架上(通过夹子紧固、粘合剂粘结或任何其他手段)，以便在由该摄像机所获取的每个图像中获得一个已知尺寸的参照物，由此允许对这一图像进行按比例缩放。

如图4所示，眼镜亭200的处理单元250对于其自身来说是被收纳在座架200的底座202中。它被设计用于控制该眼镜亭200的不同电子组件并且对由该摄像机210所获取的图像进行处理。

出于这一目的，这一处理单元250包括一个处理器(CPU)、一个随机存取存储器(RAM)、一个只读存储器(ROM)、模拟到数字(A/D)变换器以及不同的输入、输出及通信接口。

依靠其输入接口，该处理单元250适于接收由该摄像机210所获取的图像、由所述测定部件所测量的该底座202中滑块205的高度，及由该条形码读取器290读取的所选眼镜架的条形码编号。

因此，该处理单元250不断地将这些不同数据储存在其随机存取存储器中。

依靠其只读存储器中所储存的软件程序，该处理单元250适于实施这一说明的其余部分中将描述的所有方法。因此，它例如适于产生用以控制对该摆动205进行致动以便将其安置在所希望的高度处的部件的多种信号，以及含有用于定购眼科镜片的数据的通信信号。

依靠其输出接口，该处理单元250适于将这些输出信号传输到该眼镜亭200的不同电子组件，尤其是摄像机210、光源220，230，240、触摸屏270、多功能打印机280、目标310，320，330，及用于对该滑块205进行致动的部件。

依靠其通信接口，该处理单元250适于将通信信号传输到一个用于制造眼科镜片的中心。

最后，提供了一个用于对该眼镜亭200加电的开关。

在佩戴者1到达之前，卖主使用了设置用于这一目的的开关对该眼镜亭200加电。

在加电过程中，控制单元控制荧光管260的电力供应，以便对在眼镜亭200的座架201的侧翼206，207上正在显示的多副眼镜进行照明。

对于三个红外光源220，230，240，它们仍关闭。

接下来，当个体在阅读了屏幕上邀请其介绍自己的信息之后介绍自己时，他或她从眼镜亭200的座架201的侧翼206，207上正在显示的所有那些眼镜中选出一副眼镜100。在这些图式所示出的实例中，所选该副眼镜是全镜框的。接下来，当该屏幕上显示的信息邀请个体向卖主要求该方案其余部分时，该个体照此进行。

接下来，提供了一种用于测定所选眼镜架110的特征尺寸的操作。

如以上所描述的，特别地提供这一操作以便允许对所获取的图像进行按比例缩放。

在这一操作过程中，卖主将所选眼镜架110的条形码放在条形码读取器290的前面。然后，处理单元250依靠该条形码编号搜索数据库中与这一眼镜架110相对应的记录，然后它在其只读存储器中恢复并储存以下数据：眼镜架110的总宽度、这一眼镜架110的镜框111D，111G的方框系统法方框151G，151D的高度与宽度的比率，及这两个方框系统法方框151G，151D分开的距离。

当然，如以上所描述的，这一条形码读取操作可以被一个对于卖主来说更简易的操作替代，该操作在于使用标尺测量该眼镜架的总宽度；将所述宽度输入到该触摸屏上所显示的虚拟键盘上；并且在所获取的图像上将两个光标安置在两点处，该卖主在该两点之间测量镜架的宽度(这一用于安置该两点的操作有可能作为自动地进行的一种变化形式)。

然后，提供了一个用于获取佩戴者1的处方的操作，该处方将事先在验光技师处获得。

这些处方一般被写在一张处方笺上并且确切地说，包括镜片类型(单焦点、双焦点、渐进式、染色型等)及这些镜片必须矫正该佩戴者的视力缺陷的折射力(即，其球面、柱面及棱面光焦度，以及其圆柱轴)。当然，它们可以包括其他信息，如在双焦点或渐进式镜片的情况下的多焦点。

在这一操作过程中，然后，卖主取得该处方笺并且使用多功能打印机280对其进行扫描，由此该处理单元250可以将所扫描的这一处方笺的图像储存在其只读存储器中。

卖主还可以询问佩戴者选择他们希望在其眼科镜片上进行的处理(抗反射、疏水性等)并且将这一信息输入到该处理单元250为这一目的而显示在该触摸屏270上的字段中。

一旦获取了这一信息，该处理单元250就对第一目标310加电。

它还在该触摸屏270上显示：

-指示这些测量操作可以开始的一个信息；

-由该摄像机210“实时”获取的图像；及

-在相对方向上定向的两个箭头，一个向上指并且另一个向下指，用于上下移动该滑块205。

然后，该卖主首先邀请该佩戴者1戴上其眼镜并且在以下所有检查的过程中继续戴着眼镜。

如这一说明的其余部分中将详细地论述，这些检查然后将允许该眼镜亭200测定该佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED和瞳孔高度HG，HD，以及高级的个人化参数，如眼镜架110与佩戴者1的每只眼睛之间的距离VG，VD(图8)、其注视的移动行为等。

为此，卖主要求该佩戴者1面向该眼镜亭200，处于测量位置，并且注视第一目标310，同时保持其头部伸直，这样使得其法兰克福平面P3为实质上水平的并且其矢状平面P2为实质上垂直的。

此处，佩戴者1被邀请面向该眼镜亭200的座架201的滑块205站立。

然后，该卖主将该滑块205的位置调整到适于该佩戴者1的高度的一种高度。出于这一目的，他或她使用了触摸屏270上显示的箭头来控制该滑块205向上或向下运动，直到它的高度使得该佩戴者1的整个面部都呈现在该摄像机210所获取并且显示于触摸屏270上的图像中。

因此，在这一位置，该佩戴者1的整个面部都被包含在该摄像机210的视野中。

当然，这一用于将摄像机210安置在该佩戴者1的头部10的高度的操作可以按另一种方式进行。

因此，它可以通过该处理单元自动地进行，该处理单元将处理由该摄像机所获取的图像以便分辨其中的眼镜架，并且该处理单元将相应地控制该摇动到一定高度，以便将该眼镜架定位在由该摄像机所获取的图像的中心处。

作为一种变化形式，如果该图像传感器不是相对于地面可移动地安装的，那么这一安置操作将有可能通过要求佩戴者坐在一个托架上来进行，该托架的高度将事先经过调整。

一旦进行了这一用于相对于摄像机210来安置佩戴者1的操作，该卖主就通过按压在触摸屏270上所显示的特定按钮上来起始测量。

然后，控制单元250开启三个红外光源220，230，240达到标称强度。

当然，该控制单元可以取决于外部光的强度来调节这一强度，以便防止外部光干扰测量。然而，使用红外光使这些干扰受到限制，达到标称强度一般足够的程度。

使用三个单独光源220，230，240则确保在该副眼镜100的每个显示镜片150G，150D上存在至少一个反射，当然，条件是佩戴者1不会四周转动其头部。

在该眼镜亭仅包括一个在高度方向上相对于该摄像机可移动的光源的变化形式中，用于安置该佩戴者面向该摄像机的操作将在用于安置该光源的一个自动操作之后进行。在这一操作过程中，该处理单元将改变该光源的高度并且将处理由该摄像机所获取的图像以便使该光源固定在使玻璃反射集中在显示镜片上的高度。

不管可能是何种情形，该卖主接着要求佩戴者1将其头部10关于纵轴A1从右边转向左边并且从左边转向右边(由此摇动其头部说“不”)。

他或她被告知必须缓慢地(经一段长于一秒的时间)以一种较小的幅度(约10度)移动。

作为一种变化形式，可以提供可移动地安装该摄像机和这些光源，以使得它们关于该佩戴者的头部的纵轴一起枢转。因此，该佩戴者将无需移动其头部。

接下来，当佩戴者1开始以所请求的方式转动其头部时，该卖主按压在用于起始这些测量的一个按钮上，所述按钮被显示在触摸屏270上。

然后，该摄像机获取多个红外图像，在这些图像上，呈现了佩戴者1的头部10和其眼镜100。

所获取的图像首先被储存于处理单元250的随机存取存储器中。然后，由该处理单元250选出被判断为可用的某些图像并且将其储存于其只读存储器中。所获取的图像的选择是按以下方式进行的。

所获取的图像可以含有多个玻璃反射(最多6个)，每个玻璃反射160G，160D，161G，161D依照不同标准，尤其是依照其以下各项个别地进行评分：

-形状(宽度、高度、宽度/高度比)；及

-强度(亮度)。

另外，根据其他标准，尤其是以下标准，对每一对反射(对应地由一个给定光源产生并且被两个显示镜片反射)进行评分：

-这些反射之间的距离；

-它们相对于方框系统法方框的水平轴的水平性；及

-通过这些反射的面积的比较。

此处，归因于每一标准的分数不是二进制的。

可以例如使其在0与1之间不断地变化，这样使得：

-如果该标准被包含在其标称值(处理单元250的只读存储器中预先设定并且储存的)的90％与110％之间，那么它等于1；

-如果该标准高于其标称值的120％或低于其标称值的70％，那么它等于0；并且

-它在70％与90％之间并且在110％与120％之间线性地变化。

适用于这些玻璃反射的标准同样可以加以必要的变更而适用于角膜反射162G，162D。适用于角膜反射的一个另外的标准将为每一角膜反射与可观测轴A3分开的距离。

因此，一个图像被选择的可能性随归因于以上提到的不同标准的分数的乘积而增加。

可以例如使所选的图像为这些分数的乘积高于预先设定的临界值的那些。

作为一种变化形式，可以使所选的图像为这些分数的乘积最高的那些。

此外，如果归因于其的分数之一低于另一个预先设定的临界值，那么可以将一个图像自动地排除。

因此，如果在一个所获取的图像中，佩戴者1的头部转动过大的偏转角并且这些玻璃反射不再出现在显示镜片150G，150D的轮廓内，那么这一图像被自动地排除。

此外，如果在一个所获取的图像中，佩戴者1的头部倾斜过大的倾侧角β并且由一个给定光源所产生的玻璃反射的高度在两个显示镜片上有所偏移，那么这一图像在该偏移确实地过大时将有可能被排除，或在归因于其他标准的分数较高时被选择。

因此，处理单元250获得有限数量的红外图像可用于该方法的其余部分中。

在这一说明中，为清楚起见，处理单元250将被认为仅选择了三个红外图像301，302，303—示于图5到7中。

优选地，当该处理单元选出了至少10个不同图像时，它将停止图像获取。

接下来，该处理单元250转换该摄像机210的红外滤光片以便储存该佩戴者1的面部的可见光图像。

它同时关闭红外光源220，230，240并且在触摸屏270上显示一条信息，向该佩戴者指示他们可以停止转动其头部。

因此，这条信息是在处理单元250选出了预先设定的数量的图像(此处等于10)之后显示。

作为一种变化形式，可以使这条信息在预先设定的时间长度(例如，等于10秒)之后显示，该时间长度被认为长到足以允许获得足够大数量的可用图像。然后，有可能在获取了所有图像之后，随后对这些图像进行选择。

一旦选出了图像301，302，303，该处理单元250就计算在这些图像中的每一个中佩戴者1的头部10的偏转角。

这一偏转角是通过在每个图像301，302，303中相对于佩戴者1的头部的矢状平面P2对玻璃反射160D，160G，161D，161G进行定位来计算。

此处，更准确地说，这一偏转角是通过相对于眼镜架的可观测轴A3对玻璃反射160D，160G，161D，161G进行定位来测定(因为其位置实质上对应于矢状平面P2与眼镜架110的中平面P1的交集)。

眼镜架110的可观测轴A3的位置是分3个步骤获得的，这些步骤在于：

-在每个图像301，302，303中对眼镜架110，并且尤其是这一眼镜架的镜框111D，111G进行定位；

-在每个图像301，302，303上安置方框系统法方框151G，151D；并且

-确定在这两个方框系统法方框之间穿过的轴的位置，该位置实际上对应于可观测轴A3。

此处，使用红外光使得更容易定位眼镜架110，其轮廓自佩戴者1的面部轮廓突显出来。

因此，在每个图像301，302，303中佩戴者1的头部10的偏转角是随玻璃反射160D，160G，161D，161G与可观测轴A3分开的距离而变化来计算。

典型地，如图5到7清楚地示出，该处理单元250测定在每个图像301，302，303中可观测轴A3与两个最大的玻璃反射160G，160D(如果由主光源产生的玻璃反射未呈现在所获取的图像上，那么仅使用由次光源产生的玻璃反射)的中心分开的距离XD₃₀₁，XG₃₀₁，XD₃₀₂，XG₃₀₂，XD₃₀₃，XG₃₀₃。

然后，按以下方式测定每个图像301，302，303中佩戴者1的头部10的偏转角α_i：

α_i＝k.(XG_i–XD_i)/(XG_i+XD_i)，其中i在301到303的范围内。

系数k则为与该眼镜架的面型有关的一个常数。

这一系数k将有可能通过储存在该处理单元250的只读存储器中的一个预先设定并且不变的常数形成。因此，不管该佩戴者所选择的眼镜架如何，它将始终是相同的。这一系数k接着将有可能基于眼镜架的一个代表性样品凭经验确定，并且由此被选择为等于约40°。

作为一种变化形式，这一系数k将有可能通过与客户所选择的眼镜架相关联的一个预先设定的常数来形成。在这一变化形式中，这一系数k则将针对每个眼镜架模型凭经验确定，然后被储存于数据库中以便在计算佩戴者1的头部10的偏转角α_i的过程中为可存取的。

此外，可以通过对不考虑玻璃反射的位置的这一偏转角进行第二次计算，来改进或检查这一偏转角的计算。

因此，可以使该眼镜架装备一个参考点系统，该系统包括分开一段已知的真实距离的容易地可精确定位的几何特征；并且随所获取的图像中这些几何特征分开的距离来测定偏转角(事先设定为1:1的比例尺)。此种方法详细地描述于文献WO 2008/132356中。

在这一阶段，该处理单元250在其存储器中储存了每个所选图像301，302，303中该佩戴者1的头部10的偏转角α₃₀₁，α₃₀₂，α₃₀₃。

然后，该处理单元测定佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED随所选图像301，302，303的至少一个中佩戴者1的角膜反射162G，162D的位置的变化。

它可以按不同方式进行此操作。此处描述两种不同的方法。

第一种方法在于，从所选图像301，302，303中选出一个图像302，即，所计算的偏转角α₃₀₂最小的那个图像，然后考虑在这一选出的图像302中，面对佩戴者1的头部10。然后，有可能从这一图像302直接地读取半瞳孔距离EG，ED。

然而，这种方法需要在这些图像中获取并选择足够大数量的图像301，302，303，其中之一有效地示出了看到实质上面对的佩戴者1的头部。

更准确地说，这一方法则按以下方式实施。

然后，处理单元250在这一选出的图像302中定位角膜反射162G，162D，这些反射相对于玻璃反射是偏离中心的。

接下来，该处理单元258测定可观测轴A3与这些角膜反射162G，162D中每一个分开的距离EG₃₀₂，ED₃₀₂。

然后，对这些距离EG₃₀₂，ED₃₀₂进行按比例缩放，由此使得该处理单元250能够获得佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED。

第二种方法在于，考虑了所有所选择的图像301，302，303，然后使用一种统计学方法，对佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED进行评估。

这一统计学方法不仅允许对佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED进行评估，而且还允许评估眼镜架110的中平面P1与佩戴者1的两只眼睛20G，20D的旋转中心OG，OD分开的眼睛/眼镜距离VG，VD。

然后，对佩戴者1的两只眼睛20G，20D之一实施这一统计学方法。

此处，如图8中所示，将对佩戴者1的左眼20G实施该方法，以便测定他或她的半瞳孔距离EG和他或她的左眼/眼镜距离VG。

一般来说，该统计学方法是基于观测到，根据每个图像301，302，303中所呈现的左眼角膜反射162G，已知上面定位有佩戴者1的左眼20G的旋转中心OG的轴A9(参看图8)，并且因此，仍有待测定的是这一轴A9上旋转中心OG的位置。

这一统计学方法则将在于：

-在每个图像301，302，303中模拟多个眼睛/眼镜距离VG1，VG2，VG3(此处为3个数值，以便使说明和附图更清楚)；

-然后，测定与这些模拟的距离中的每一个相对应的左半瞳孔距离(称为“模拟的左半瞳孔距离EG1₃₀₁，EG2₃₀₁，EG3₃₀₁，EG1₃₀₂，EG2₃₀₂，EG3₃₀₂，EG1₃₀₃，EG2₃₀₃，EG3₃₀₃”)随所有这些模拟的左半瞳孔距离的变化；

-确定这些模拟的眼睛/眼镜距离VG1，VG2，VG3中哪一个最接近于佩戴者1的实际眼睛/眼镜距离VG。

更准确地说，此处该处理单元250考虑了储存在其只读存储器中的三个预先设定的模拟的眼睛/眼镜距离VG1，VG2，VG3。作为一种变化形式，并且优选地，它将考虑超过10个的多个模拟的眼睛/眼镜距离。

然后，对于这些模拟的眼睛/眼镜距离中的每一个，并且对于所获取的图像中的每一个(指数i在这一实例中在301到303间变化)，该处理单元250进行迭代计算(迭代指数k在1到n间变化)：

Z1_i,k＝Zb_i+VG1.cos(α_i)+EG1_i,k-1.sin(α_i)，

Z2_i,k＝Zb_i+VG2.cos(α_i)+EG2_i,k-1.sin(α_i)，

Z3_i,k＝Zb_i+VG3.cos(α_i)+EG3_i,k-1.sin(α_i)，其中：

-EG1_i,0，EG2_i,0，EG3_i,0任意地设定为一个预先设定的值，此处被选择为等于32.5mm；

-Zb_i，在每个图像中可观测轴A3与摄像机210的物镜的总平面P4分开的距离(并且考虑到该图像中相对于其实际宽度所考虑的镜架的宽度，及佩戴者的头部的偏转角α_i，该距离是容易地可测定的)；

-Z1_i,k，Z2_i,k，Z3_i,k，模拟的位置与佩戴者1的左眼20G的旋转中心OG和摄像机210的物镜的主平面P4分开的距离。

如果我们指示：

-x_OGi和y_OGi：相对于这一图像的中心，图像i中旋转中心OG的坐标，以像素表示；

-X，Y，Z，在摄像机的参照系中旋转中心OG的坐标，以mm表示；及

-K，距摄像机的平面一米的一个物体的像素大小，以mm表示。

则可以写出以下方程：

X1_i,k＝Z1_i,k.K.x_OGi

Y1_i,k＝Z1_i,k.K.y_OGi

Z1_i,k＝Z1_i,k

X2_i,k＝Z2_i,k.K.x_OGi

Y2_i,k＝Z2_i,k.K.y_OGi

Z2_i,k＝Z2_i,k

X3_i,k＝Z3_i,k.K.x_OGi

Y3_i,k＝Z3_i,k.K.y_OGi

Z3_i,k＝Z3_i,k

对于图像i，以P2_i表示的矢状平面可以例如被定义为包括以下三个点的平面：

-A_i：定位于可观测轴A3上的一个点，对应于连接两个方框系统法方框151G，151D的两个最接近的上隅角的区段的中心；

-B_i：定位于可观测轴A3上的一个点，对应于连接两个方框系统法方框151G，151D的两个最接近的下隅角的区段的中心；

-C_i：定位于通过点A_i并且垂直于眼镜架110的中平面P1的轴上的一个点，该点在该镜架的参照系中的坐标使得向量A_iC_i具有坐标(x_c,y_c,z_c)，其中x_c＝0并且y_c＝0。

如果我们指示：

-(x_Ai,y_Ai)，图像i中的点A_i的坐标；

-X_Ai，Y_Ai，Z_Ai，在摄像机的参照系中的点A_i的坐标；

-(x_Bi,y_Bi)，图像i中的点A_i的坐标；

-X_Bi，Y_Bi，Z_Bi，在摄像机的参照系中的点B_i的坐标；

-X_Ci，Y_Ci，Z_Ci，在摄像机的参照系中的点C_i的坐标；及

-M_i，描述了在摄像机的空间中该镜架的姿态的三维旋转矩阵(由角度α、β、及δ构造)。

然后，由于已知可观测轴A3到摄像机的平面P4的距离，故Z_Ai和Z_Bi为已知的，并且可以写出以下方程：

X_Ai＝Z_Ai.K.x_Ai

Y_Ai＝Y_Ai.K.y_Ai

X_Bi＝Z_Bi.K.x_Bi

Y_Bi＝Y_Bi.K.y_Bi

并且，在旋转矩阵M倒置之后：

(X_Ci-X_Ai)＝M^-1(0,0).x_c+M^-1(0,1).y_c+M^-1(0,2).z_c

(Y_Ci-Y_Ai)＝M^-1(1,0).x_c+M^-1(1,1).y_c+M^-1(1,2).z_c

(Z_Ci-Z_Ai)＝M^-1(2,0).x_c+M^-1(2,1).y_c+M^-1(2,2).z_c

当根据定义，x_c和y_c等于零时，可以由其推导出：

X_Ci＝X_Ai+M^-1(0,2).z_c

Y_Ci＝Y_Ai+M^-1(1,2).z_c

Z_Ci＝Z_Ai+M^-1(2,2).z_c

由于平面P2_i的3个点的坐标是已知的，故该平面得到完美地定义，并且因此有可能使用常规方法计算出平面P2_i中任一点的距离。

确切地说，因此可以计算出EG1_i,k，EG2_i,k及EG3_i,k，其中：

-EG1_i,k：旋转中心OG与平面P2_i分开的距离，考虑了眼睛/眼镜距离VG1；

-EG2_i,k：旋转中心OG与平面P2_i分开的距离，考虑了眼睛/眼镜距离VG2；及

-EG3_i,k：旋转中心OG与平面P2_i分开的距离，考虑了眼睛/眼镜距离VG3。

然后，可以将这些值重新插入初始公式中以便继续该迭代。

在预先设定的数量的迭代(例如k＝3)之后，或当在两次连续迭代中，EG1_i,k与EG1_i,k+₁的值、EG2_i,k与EG2_i,k+₁的值及EG3_i,k与EG3_i,k+₁的值都类似(即，此处都在0.1mm内)时，该迭代计算停止。

然后，所获得的EG1_i，k，EG2_i,k，EG3_i,k的值被视为模拟的半瞳孔距离EG1_i，EG2_i，EG3_i。

一旦计算出了所有的模拟的半瞳孔距离EG1_i，EG2_i，EG3_i，该处理单元250就从模拟的眼睛/眼镜距离VG1，VG2，VG3中选出与实际值VG最接近的距离。

为此，对于每个模拟的眼睛/眼镜距离VG1，VG2，VG3，该处理单元250测定了相关模拟的半瞳孔距离EG1_i，EG2_i，EG3_i的标准偏差σ₁，σ₂，σ₃。

作为举例，与第一个模拟的眼睛/眼镜距离VG1相关的标准偏差σ₁等于模拟的半瞳孔距离EG1₃₀₃，EG1₃₀₂，EG1₃₀₃的标准偏差。

因此，所选模拟的眼睛/眼镜距离VG2是标准偏差σ₂最小的那个距离。

然后，该处理单元250认为，这一模拟的眼睛/眼镜距离VG2一旦按比例缩放，就等于佩戴者1的实际眼睛/眼镜距离VG。因此，它将其值储存于存储器中。

然后，该处理单元250对与这一所选模拟值VG2相关的模拟的半瞳孔距离EG2₃₀₁，EG2₃₀₂，EG2₃₀₃的平均值进行计算。

然后，它认为，这一平均值一旦按比例缩放，就等于佩戴者1的左半瞳孔距离EG。因此，它将其值储存于存储器中。

然后，可以按与关于左眼/眼镜距离VG和佩戴者1的左半瞳孔距离EG相同的方式测定右眼/眼镜距离VD和佩戴者1的右半瞳孔距离ED。

在随后的操作中，该处理单元250计算出佩戴者1的瞳孔高度HG，HD(参看图1)。

再一次，该处理单元250可以按不同方式进行。

此处，佩戴者1的头部10的俯仰度被认为对可以在图像301，302，303中所测量的瞳孔高度HG，HD的精确度具有极小影响。

因此，为了测定这些瞳孔高度，该处理单元250选择图像301，302，303中的任一个(例如，偏转角α₃₀₂最小的那一个)，然后在这一图像302(图6)中测定角膜反射162G，162D中的每一个与相应方框系统法方框151G，151D的下缘分开的距离HG₃₀₂，HD₃₀₂。

这些距离HG₃₀₂，HD₃₀₂一旦按比例缩放，就被处理单元250作为瞳孔高度HG，HD储存于存储器中。

作为一种变化形式，该处理单元将有可能在图像301，302，303中的每一个中测量这些距离HG_i，HD_i，对这些距离求平均值并且对其按比例缩放，以便获得佩戴者的瞳孔高度。

作为另一种变化形式，这些瞳孔高度将有可能使用与用于测定佩戴者的半瞳孔距离类似的方法来计算。这一方法将例如在于获取佩戴者点头说“是”的不同图像，测定在这些图像的每一个中头部的俯仰角，并且测量该俯仰角最小的图像中的瞳孔高度。

对于处理单元250，随后的操作在于测定佩戴者1通过移动其头部10或其眼睛20G，20D来转动其注视的倾向。

然后，卖主向佩戴者1解释他或她必须注视第一个另外的目标320，然后一旦该目标关闭并且第二个另外的目标330开启，就向佩戴者解释他或她必须快速地将其注视转向这一第二个另外的目标330。

一旦佩戴者1准备好，卖主就通过按压在触摸屏270上所显示的特定按钮上来起始一系列新的测量。

然后，该处理单元250仅开启该第一个另外的目标320，保持约5秒，然后关闭该第一个另外的目标320，并且同时开启第二个另外的目标330。在关闭该第一个另外的目标320时，该处理单元250在一系列约1秒的过程中获取多个图像(例如10个)并储存在存储器中。

然后，该处理单元250对所获取的图像进行处理以便测定其中每一个中佩戴者1的头部10的偏转角α_i。

如果在该10个所获取的图像中，这一角度变化极小和/或缓慢地变化，那么该处理单元250确定该佩戴者具有通过移动其眼睛20G，20D来转动其注视的倾向。

相比之下，如果在该10个所获取的图像中，这一角度变化较大和/或快速地变化，那么该处理单元250确定该佩戴者具有通过移动其头部10来转动其注视的倾向。

作为一种变化形式，该处理单元可以按另一种方式进行。

作为举例，可以使用一种更精细的方法，在每个所获取的图像中也测定角膜反射162D，162G与可观测轴A3分开的距离EG_i，ED_i。

然后，该处理单元可以将偏转角α_i变化的速度和/或幅度与距离EG_i，ED_i变化的速度和/或幅度相比较。因此，它可以由此推导出该佩戴者是有更快速地转动其眼睛还是头部的倾向。它甚至可以由此推导出一个更精确的系数，从而对该佩戴者通过移动其头部或其眼睛来转动其注视的倾向进行定量。

在这些不同的操作之后，该处理单元250获取到：

-该佩戴者的处方的一个扫描图像；

-由该佩戴者1选择的眼镜架的模型；

-该佩戴者1的半瞳孔距离EG，ED；

-该佩戴者1的瞳孔高度HG，HD；

-该佩戴者1的面部的一个可见光图像；

-佩戴者1的眼睛的旋转中心与眼镜架110的中平面P1分开的距离VG2，VD2；及

-对该佩戴者1通过移动其头部10或其眼睛20G，20D来转动其注视的倾向进行定量的一个系数。

然后，它将这些条不同的信息显示在触摸屏270上，由此它们可以通过卖主进行验证。

在通过该卖主验证之后，该处理单元250将这一信息打印在一个概述的图表上。然后，该处理单元将这一信息传递到用于制造眼科镜片的中心。

任选地，将有可能使该处理单元250另外将所有所获取的图像传递给用于制造眼科镜片的中心。

因此，该处理中心将任选地能够进行一项用于验证该处理单元250所计算的所有数据的操作。

这些数据将有可能得到验证，特别是当该处理单元250中所安装的软件包未更新时。

它们还将有可能在所选镜架为“无镜框”镜架时进行验证。这是因为一般很难在所获取的图像中看到这些镜架的显示镜片的边缘，可能会产生误差。

这一验证操作将有可能是自动地进行的(尤其是在软件包未更新的情形中)，或由专门技术人员手动地进行，该技术人员将有可能特定地验证瞳孔和这些显示镜片的边缘已经正确地定位。

本发明决不限于所描述并且示出的实施例，并且本领域的普通技术人员将能够在不偏离本发明的范围的情况下对其作出修改。

确切地说，将有可能提供呈一种更小的便携形式而非呈收纳处理单元、图像传感器及光源的眼镜亭形式的测量装置。因此，将有可能提供由一种便携式计算机形成的处理单元，其中将安装有特定软件包，并且其摄像机(或“网络摄像机”)将在可见光域中起到摄像机的作用。在这一变化形式中，红外摄像机和光源则将被安排在装备有一个用于紧固到便携式计算机的屏幕上的夹子和一个用于连接到便携式计算机的电缆上的一个小外壳。这一解决方法将是便宜并且容易地可运输的。

根据本发明另一个变化的实施例，将有可能提供仅捕捉图像并且将其传递给用于制造眼科镜片的中心的处理单元，在这种情形中，这些图像将在这一制造中心进行处理。

Claims

1.一种用于测定一副眼镜(100)的佩戴者(1)的头部(10)的至少一种姿势特征(α)的方法，该副眼镜包括一个眼镜架(110)和两个镜片(150G，150D)，该方法是使用了包括一个图像传感器(210)、至少一个光源(220，230，240)及一个处理单元的(250)的一种测定装置(200)进行的，其特征在于，它包括以下步骤：

a)经由该图像传感器(210)获取该佩戴者的头部(10)的至少一部分的一个图像(301，302，303)，在该图像中呈现了由该光源(220，230，240)所照明的该副眼镜(100)；

b)在所述图像(301，302，303)中，经由该处理单元(250)对该副眼镜(100)的这两个镜片(150G，150D)的光学面而非这两个镜片(150G，150D)的边缘所反射的该光源(220，230，240)的反射(160D，160G，161D，161G)进行定位；并且

c)经由该处理单元(250)推导出相对于所述图像传感器(210)该佩戴者(1)的头部(10)的姿势特征(α)随所述图像(301，302，303)中所述反射(160D，160G，161D，161G)的位置的变化。

2.如权利要求1所述的测定方法，其中，在步骤b)中，该处理单元(250)还在所述图像(301，302，303)中对该眼镜架(110)的一个点或一个可观测轴(A3)进行了定位，并且在步骤c)中，该处理单元(250)还推导出该姿势特征(α)随所述图像(301，302，303)中该点或该可观测轴(A3)的位置的变化。

3.如权利要求2所述的测定方法，其中该可观测轴(A3)在步骤b)中是通过测定所述图像(301，302，303)中在该眼镜架(100)的这些镜片(150G，150D)或镜框(111G，111D)周围外切的方框(151G，151D)的位置并且通过对在这两个外切的方框(151G，151D)之间穿过的中线进行定位来定位的。

4.如权利要求1所述的测定方法，其中该图像传感器(210)具有一个光轴(A2)，所述姿势特征(α)是该佩戴者(1)的面部相对于该图像传感器(210)的光轴(A2)定向的一个角度。

5.如权利要求4所述的测定方法，其中所述姿势特征是一个偏转角(α)，该偏转角使该佩戴者(1)的头部(10)的矢状平面(P2)与该图像传感器(210)的光轴(A2)分开。

6.如权利要求5所述的测定方法，其中在步骤b)中，该处理单元(250)还在所述图像(301，302，303)中对该眼镜架(110)的一个点或一个可观测轴(A3)进行了定位，并且在步骤c)中，该处理单元(250)还推导出该姿势特征(α)随所述图像(301，302，303)中该点或该可观测轴(A3)的位置的变化，其中该可观测轴(A3)在步骤b)中是通过测定所述图像(301，302，303)中在该眼镜架(100)的这些镜片(150G，150D)或镜框(111G，111D)周围外切的方框(151G，151D)的位置并且通过对在这两个外切的方框(151G，151D)之间穿过的中线进行定位来定位的，并且在步骤c)中，所述偏转角(α)是随这些反射(160D，160G，161D，161G)与该可观测轴(A3)分开的距离的变化来计算的。

7.如权利要求1所述的测定方法，其中在步骤a)中，该图像传感器(210)在红外光域中获取所述图像(301，302，303)。

8.如权利要求1所述的测定方法，其中该测定装置包括一个相对于所述图像传感器可移动的光源，在步骤a)之前，提供了一个预先安置该光源的步骤，在该步骤中，该处理单元移动所述光源，以使得由该副眼镜的这两个镜片所反射的所述光源的反射对于该图像传感器是可见的。

9.一种用于获取一副眼镜(100)的佩戴者(1)的半瞳孔距离(EG，ED)的方法，该方法是使用了包括一个图像传感器(210)、至少一个光源(220，230，240)及一个处理单元(250)的一种测定装置(200)进行的，其中该佩戴者(1)的头部(10)关于其纵轴(A1)相对于所述图像传感器(201)枢转，所述方法包括以下操作：

i)经由该图像传感器(210)获取该佩戴者(1)的头部(10)的至少一部分的至少两个单独的图像(301，302，303)，在这些图像中，呈现了由该光源(220，230，240)照明的该副眼镜(100)，以便实施如权利要求5所述的测定方法，从而测定每个所获取的图像(301，302，303)中该佩戴者(1)的头部(10)的偏转角(α)；

ii)在操作i)中所获取的这些图像(301，302，303)的至少一个中，经由该处理单元(250)一方面对由该佩戴者(1)的两个角膜所反射的该光源(220，230，240)的角膜反射(162D，162G)进行定位，并且另一方面对该副眼镜(100)的一个可观测的中心轴(A3)进行定位；

iii)在操作ii)中所处理的每个图像中，经由该处理单元(250)测量这些角膜反射(162D，162G)中的每一个与该可观测轴(A3)之间的瞳孔距离(ED₃₀₁，EG₃₀₁，ED₃₀₂，EG₃₀₂，ED₃₀₃，EG₃₀₃)；并且

iv)推导出半瞳孔距离(EG，ED)随操作iii)中所测量的这些瞳孔距离(ED₃₀₁，EG₃₀₁，ED₃₀₂，EG₃₀₂，ED₃₀₃，EG₃₀₃)的变化。

10.如权利要求9所述的获取方法，其中在操作i)中所获取的每个图像(301，302，303)中所测定的偏转角(α)被用于：

-选择打算在操作ii)到iv)中进行处理的一个单一图像(302)，该图像的偏转角(α)实质上为零；或

-对在至少两个图像(301，302，303)中所测量的这些瞳孔距离(ED₃₀₁，EG₃₀₁，ED₃₀₂，EG₃₀₂，ED₃₀₃，EG₃₀₃)进行校正以便由其推导出所述半瞳孔距离(EG，ED)。

11.如权利要求9所述的获取方法，其中所述操作i)包括一个从所有这些所获取的图像(301，302，303)中选择少量图像(301，302，303)的步骤，在这些图像中，这些角膜反射(162D，162G)和由这些镜片(150G，150D)所反射的反射(160G，160D，161G，161D)是可见的并且不重叠。

12.如权利要求9所述的获取方法，其中提供了用于测定该眼镜架(110)的一个特征尺寸以便按比例缩放这些瞳孔距离(ED₃₀₁，EG₃₀₁，ED₃₀₂，EG₃₀₂，ED₃₀₃，EG₃₀₃)和/或这些半瞳孔距离(EG，ED)的一个操作。

13.如权利要求9所述的获取方法，其中该佩戴者静止不动并且该图像传感器被移动以关于该佩戴者的头部的纵轴枢转。

14.一种用于检测一副眼镜(100)的佩戴者(1)的行为的方法，该方法是使用了包括一个图像传感器(210)、至少一个光源(220，230，240)、两个目标(320，330)及一个处理单元(250)的一种测定装置(200)进行的，包括以下操作：

i)预先安置该佩戴者(1)以使得其注视和其头部(10)被引导向这两个目标之一(320)；

ii)教导该佩戴者(1)在这两个目标中另一个(330)的方向上快速地转动其注视；

iii)通过实施一种如权利要求5所述的测定方法来测定该佩戴者的头部的一个偏转角(α₁)；并且

iv)推导出对该佩戴者通过移动其头部(10)或其眼睛来转动其注视的倾向进行定量的一个系数随所测定的偏转角(α₁)的变化。

15.如权利要求14所述的检测方法，其中在操作i)与ii)之间提供了通过实施一种如权利要求5所述的测定方法来测定该佩戴者(1)的头部(10)的一个第一偏转角(α₀)的一个操作，并且在操作iv)中也提供了推导所述系数随所述第一偏转角(α₀)的变化。

16.如权利要求14所述的检测方法，其中所述两个第二目标中另一个包括另一个光源(330)，操作ii)在于开启所述另一个光源(330)。

17.一种用于测定一副眼镜(100)的佩戴者(1)的头部(10)的至少一种姿势特征(α)的装置(200)，该副眼镜包括一个眼镜架(110)和两个镜片(150G，150D)，该装置包括：

-适于对该佩戴者(1)的头部(10)进行照明的至少一个光源(220，230，240)；

-适于获取该佩戴者(1)的头部(10)的至少一部分的一个图像(301，302，303)的一个图像传感器(210)，在该图像中呈现了由该光源(220，230，240)所照明的该副眼镜(100)；

-适于处理所述图像(301，302，303)的一个处理单元(250)，

其特征在于，所述处理单元(250)适于在所述图像(301，302，303)上对这两个镜片(150G，150D)的前面而非这两个镜片(150G，150D)的边缘所反射的该光源(220，230，240)的反射(160G，160D，161G，161D)进行定位并且适于由其推导所述姿势特征(α)。