CN105992966A - 用于调整预定眼镜架以供给定佩戴者使用该眼镜架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调整由给定佩戴者选择的实际预定眼镜架(10)以供所述佩戴者使用该眼镜架的方法。所述方法包括以下步骤：b)在至少一个参考系中用鼻子(N)的一部分的至少一个模型(MN)以及耳朵的(ORD，ORG)的一部分的一个模型(MORD，MORG)至少局部对该佩戴者的头部(TS)进行建模；c)通过将所述镜架(10)的或镜架模型的相应区域叠置在该佩戴者的头部(TS)的模型上来模拟该镜架(10)在该佩戴者的头部(TS)上的定位；并且d)基于将这些相应区域与该头部模型叠置，确定该实际预定镜架(10)的形状的必需变化以便实现所述镜架(10)在该佩戴者的头部(TS)上的符合至少一个预定调整判据的调整。

Description

用于调整预定眼镜架以供给定佩戴者使用该眼镜架的方法

技术领域

本发明涉及一种用于调整预定眼镜架以供给定的佩戴者使用该眼镜架的方法。

背景技术

常规地，眼镜师根据佩戴者提供给他的舒适度指示以及从经验中获得专业技能手动地对直接在佩戴者面部上的镜架进行调整。

这种调整对眼镜师和佩戴者而言耗时长且乏味，并且其对视觉矫正重要的质量取决于操作员以及执行这个操作时的谨慎处理。

这个调整经常在接收一副成品眼镜(即，在其中已经安装了眼科镜片)时执行。

因此，这个过程并不总是允许生产其光学和机械特性精确地适配于佩戴者的一副眼镜。

一种用于确定镜架的特性使得它们完全适配于佩戴者的面部的方法尤其是从文件US4762407中已知的，这种方法提供一种针对这个问题的可能的解决方案。

在由这个文件提出的方法中，首先确定在眼科镜片的佩戴者的双眼前方的提供佩戴者所需的视觉矫正的理想放置。接下来，镜架允许眼科镜片在佩戴者的双眼前方的这种理想放置的几何特性是根据佩戴者面部的形状确定的。最后，镜架被构造成使得具有所确定的几何特性。

然而，这种方法不允许已经组装好的预定镜架在不存在或存在眼科镜片的情况下被调整以装配在佩戴者的面部上。

发明内容

为了弥补现有技术的上述缺点，本发明提出了一种允许已有的实际眼镜架被调整以装配在佩戴者的面部上的方法。

更具体地，根据本发明，提出了一种用于调整由佩戴者选择的预定实际眼镜架以供由这个给定佩戴者使用该眼镜架的方法，并且包括以下步骤：

b)在给定参考系中用鼻子的一部分的至少一个模型以及耳朵的一部分的一个模型确定该佩戴者的头部的至少局部模型，

c)通过在该佩戴者的头部的模型上叠置所述镜架的或其模型的相应区来模拟该镜架在该佩戴者的头部上的定位，

d)从这种叠置中确定获得这个镜架在该佩戴者的头部上的满足至少一个预定调整判据的调整所需的该预定实际镜架的变形。

因此，借助于根据本发明的该方法，可以确定佩戴者选择的并且具有预定的几何形状的实际眼镜架需要如何变形以调整其在佩戴者头部上的调整，使得这个眼镜架正确地定位在该佩戴者的面部上。

表述“正确定位”应理解为是指以下事实：镜架稳定地且舒适地搁置在佩戴者的面部上。

因此，当同时满足以下条件时，认为眼镜架正确定位在佩戴者的面部上：

-镜架的镜圈相对于佩戴者的双眼定位成为佩戴者提供最广阔的可能视野，

-眼镜架搁置在佩戴者的鼻子上而不滑动且而不会造成伤害，具有所有需要的稳定性，

-眼镜架的镜架腿搁置在佩戴者的耳朵上，无需过度压缩镜腿并且无需在耳朵上拉动太多。

一旦已经确定这个需要的变形，就有可以将其施加于眼镜架。这优选地在将眼科镜片安装于镜架中之前完成。

在此设想仅使实际镜架变形而不添加材料并且同时保持在材料的弹性变形极限内，以便获得期望的个性化眼镜架而不将其损坏。

预定实际镜架的变形因此是可实现的而没有损坏和/或不破坏这个镜架。

可以在旨在安装于镜架中的眼科镜片已经被制造之前首先实现这种方法。

该方法然后尤其允许调整镜架从而调整佩戴者的面部以便允许对佩戴经调整的眼镜架的佩戴者进行测量和进行制造眼科镜片所需的测量。

眼科镜片的制造然后更加精确。

一旦眼科镜片已经被制造并且安装在眼镜架中，眼科镜片的重量可能将使眼镜架变形并且眼镜架可能将不再具有与安装眼科镜片安装之前完全相同的经调整的几何形状。然后，可以确定调整配备有眼科镜片的镜架所需的镜架变形以调整佩戴者的面部。然后，谈及镜架的重新调整。

更具体地，设想到以下有利的变体：

-在步骤b)中，该佩戴者的头部的模型是数值模型，并且，在步骤c)中，通过数值计算将该镜架的数值模型叠置在该佩戴者的头部的这个数值模型上；

-在步骤b)中，该佩戴者的头部的模型是实物模型，并且在步骤c)中，通过将该眼镜架的实物模型实际放置在该佩戴者的头部的实物模型上来将该镜架的实物模型叠置在该佩戴者的头部的这个实物模型上；

-在步骤b)中，该佩戴者的头部的模型是实物模型，并且，在步骤c)中，通过将该眼镜架实际地放置在该佩戴者的头部的实物模型上来将该镜架自身叠置在该佩戴者的头部的这个实物模型上。

以下是根据本发明的方法的其他非限制性且有利的特征：

-在步骤c)之前，执行步骤a)：在另一个给定的参考系中使用该镜架的鼻梁的一部分的至少一个模型和该镜架的镜架腿的一部分的一个模型来确定该镜架的模型；

-在步骤c)中，以下各项被叠置：一方面，该镜架的鼻梁的一部分的模型以及该佩戴者的鼻子的一部分的模型，并且另一方面，该镜架的这些镜架腿的一部分的模型以及该佩戴者的耳朵的一部分的模型。

-在步骤b)中，该头部的实物模型是使用以下技术中的至少一项技术按比例1生产的：

-快速原型制作技术，

-可以可选地被机动化的可变形排；

-在步骤b)中，该头部的实物模型是从可变形的载体以及被添加到这个载体中的多个部件的阵列中产生的；

-在步骤b)中，该头部的实物模型是从预先生产的一组模型头部中选择的；

-在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架的这些镜架腿相对于该佩戴者的耳朵的期望相对位置；

-在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架的这些镜架腿的、取决于耳朵之间确定的间隔的期望间距；

-在步骤d)中，所述预定调整判据由该镜架的鼻梁的两个鼻托与该佩戴者的鼻子之间的接触面积的优化组成；

-在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架的这些镜架腿的期望倾角；

-在步骤a)中，此外确定该镜架的镜圈的一部分的模型，在步骤b)中，另外确定该佩戴者的双眼的一部分的模型，并且在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架的这些镜圈与该佩戴者的双眼的相对位置；

-在步骤a)中，此外确定该镜架的这些镜圈的一部分的模型，在步骤b)中，此外确定该佩戴者的颧骨和/或眉毛的一部分的模型，并且在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架的这些镜圈与该佩戴者的颧骨和/或眉毛之间的期望最小距离；

-在步骤e)中，给予使用者允许其向该眼镜架施加在步骤d)中所确定的该变形的多个调整指令；

-在步骤f)中，向眼镜架施加在步骤d)中所确定的变形；

-另外执行以下步骤：

g)当将在步骤d)中所确定的该镜架的所需变形考虑在内时，通过类似于步骤c)的数值模拟的数值模拟来确定该镜架的这些镜圈的一部分的模型与该佩戴者的双眼的一部分的模型的经校正的相对位置。

-另外执行以下步骤：

h)根据在步骤g)中所确定的所述经校正的相对位置，确定将眼科镜片嵌入该镜架中的至少一个几何外观参数，使得该镜片的光学中心面向该佩戴者的相应眼睛。

-另外执行以下步骤：

i)根据在步骤g)中所确定的所述经校正的相对位置，确定有待安装在这个镜架中的至少一个眼科镜片的至少一个光折射特性；

-步骤b)是在第一站点处执行的，而步骤d)是在第二站点处执行的；

-该第一站点位于该佩戴者或者身体上或者通过互联网可访问的任何地方，而该第二站点位于眼镜师处或位于光学实验室中。

-在步骤d)之后，执行以下两个附加步骤中的至少一个步骤：

p)返回关于该镜架的变形能力与在步骤d)中所确定的该镜架(10)的所需变形之间的相容性的信息，

q)在该镜架已经被调整之后，返回指示该镜架在该佩戴者的头部上的预期最终相对位置的信息。

附图说明

以下通过非限制性示例给出的关于附图的描述将清楚地阐释本发明的本质以及其可被实施的方式。

在附图中：

-图1是眼镜架(实线)和佩戴者头部的局部模型(虚线)的示意性透视图，

-图2是图1的眼镜架的和头部的局部模型的示意性俯视图，

-图3是佩戴眼镜架的佩戴者的头部的示意性轮廓视图，

-图4是图3的佩戴者头部的和眼镜架的示意性正视图，

-图5和图6展示了对在佩戴者耳朵上的眼镜架的镜架腿的正确调整。

具体实施方式

作为本发明的主题的该方法的目的是允许精确地和容易地调整镜架以调整在佩戴者的头部上，同时使眼镜师和佩戴者的参与最小化。

这一方面使得可以限制眼镜师调整镜架所花费的时间，并且另一方面使得可以使调整过程对佩戴者而言较不乏味。

另外，作为本发明的主题的该方法的目的是允许“远程”虚拟调整，即，不需要佩戴者和/或实际眼镜架是物理存在的、通过确定获得精确调整所需的镜架变形而被执行的虚拟调整。在存在或不存在佩戴者的情况下，然后可以通过机器自动地或者通过合格人员(并不一定是眼镜师)手动地向镜架施加这种变形。因此获得镜架的实际调整。

此处是不添加材料并且同时保持在镜架的构成材料的弹性变形的极限内的变形问题。

图1至图4示出了由佩戴者选择的预定实际眼镜架10。在所展示的实例中，眼镜架是全框型的，即，镜架10包括眼科镜片可以安装于其中的镜圈11、12。

这两个镜圈11、12由鼻梁13刚性连接。每个镜圈11、12还连接于镜架腿14、15上，镜架腿常规地铰接于对应的镜圈。

以下将考虑将镜架腿固定在其彼此相对的断开位置上。

鼻梁13包括两个表面16，这两个表面靠在佩戴者的鼻子两侧(图1)。这些支托表面16可以是固定的(例如在由塑料制成的镜架的情况下，这些表面被整合到镜架的镜圈中)、或者是可调整的(例如在金属镜架的情况下，提供两个鼻托16A各自通过臂17连接到鼻梁(图1和图2))。

在图中示出的是后一种情况。

搁置在佩戴者鼻子上的支承镜架10的表面16的鼻托16A主要具有两个可调整参数：一方面鼻托16A距镜架10的镜圈11、12的距离，以及另一方面鼻托16A倾斜以下将定义的额角和张开角度的倾角。

在以上描述的塑料镜架的情况下，镜架的支托表面在佩戴者的鼻子上的位置和倾角是预定且固定的。

镜架10的每个镜架腿14、15包括其端部连接到相应的镜圈11、12上的至少一个第一部分。这个第一部分可以是笔直的(图5)，或者具有微小的曲率，允许其紧密地遵循佩戴者头部TS的轮廓。

在附图中示出的实例中，镜架10的每个镜架腿14、15另外包括采用在镜架10的镜圈11、12的对端处延长镜架腿14、15的第一部分的镜架腿耳弯14A、15A形式的第二部分。

这个镜腿耳弯14A、15A形成相应镜架腿14、15的弯曲端部。其旨在被放置在佩戴者的相应耳朵ORD、ORG的后面(参见图6)。

作为变体，镜架的镜架腿不包括镜腿耳弯。在这种情况下，搁置在佩戴者耳朵上的是镜架腿的第一部分的自由端。这个变体在图6中以虚线示出。

作为另一种变体，镜架可以是钻孔类型的，即，镜片被钻孔，并且每个镜片由鼻梁的一端以及与镜片相关联的镜架腿的一端固持，这两端与钻孔相互作用。这种类型的镜架类似于以上描述的镜架，区别在于其不包括镜圈。鼻梁和镜架腿是类似的。在这种情况下，所描述的调整方法以下将旨在安装于镜架中的眼科镜片的轮廓而非镜架的镜圈轮廓考虑在内。

通常，当出工厂时，新的镜架具有穿过鼻梁13中间并且与距镜架10的镜架腿14、15距离相等的对称平面PS。

另外，两个镜架腿14、15的第一部分初始地在同一平面PB中延伸。

如图1和图2所示，定义与镜架10相关联的第一参考系，即，镜架10在其中具有固定取向和位置的参考系，这个参考系具有标准正交坐标系(O1，X1，Y1，Z1)。这个第一参考系的坐标系中心O1例如是鼻梁13的中间。轴线O1Z1平行于镜架10的对称平面PS与镜架腿14、15的中平面PB的交线。轴线O1Y1在镜架10的对称平面PS中朝与镜架的镜圈相反的方向延伸。轴线O1X1平行延伸到镜架腿的中平面PB。平面O1Y1Z1因此对应于镜架10的对称平面PS。平面O1X1Z1平行于镜架腿的中平面PB。平面O1X1Y1被称为竖直镜架平面PVM。

如图3所示，定义与佩戴者头部TS相关联的第二参考系，即，佩戴者头部TS在其中具有固定取向和位置的参考系，这个参考系具有标准正交的坐标系(O2，X2，Y2，Z2)。

佩戴者的头部TS的法兰克福平面PF被定义为经过佩戴者的下眼点OR和耳点PO的平面，该耳点是耳道的颅骨中与耳朵耳屏点相对应的最高点。

佩戴者被认为处于直立位置上，在该位置上他/她最不费劲。佩戴者的注视轴线是主注视轴，即，其注视正前方。法兰克福平面PF则是水平的。

佩戴者头部TS的矢状平面PSAG被定义为穿过双眼OG，OD的垂直平分线AO的竖直平面。双眼的垂直平分线AO是穿过由双眼的转动中心所定义的并且平行于法兰克福平面PF的线段的中间的轴线。

这个第二参考系的坐标系的中心O2例如是连接佩戴者的双眼OD、OG的转动中心的线段的中间。

轴线O2Z2位于佩戴者头部TS的矢状平面PSAG中并且平行于法兰克福平面PF。该轴线朝远离佩戴者头部的方向延伸。轴线O2Y2在佩戴者头部TS的矢状平面PSAG中延伸并且垂直于法兰克福平面PF。轴线O2X2平行与法兰克福平面PF延伸。作为变体，可以设想镜架和/或佩戴者头部的任何其他参考系。

在此描述的实例中，在已经制造了旨在安装于镜架中的眼科镜片之前首先实现该调整方法。

镜架10然后可以包括假的演示镜片或者没有镜片。

根据依据本发明的用于调整预定实际眼镜架10的方法，执行以下步骤：

b)在给定的参考系中，用鼻子N的一部分的至少一个模型MN以及耳朵ORD，ORG的一部分的一个模型MORD，MORG确定该佩戴者头部TS的至少局部模型，

c)在佩戴者的头部TS的模型上通过叠置所述实际镜架10的或其模型的相应区来模拟实际镜架10在佩戴者的头部TS上的定位，

d)从这种叠置中确定获得预定实际镜架10在佩戴者的头部TS上的满足至少一个预定调整判据的调整所需的镜架10的变形。

根据依据本发明的方法的第一实施例，所述方法由针对这个目的编程的计算和电子装置实现。

因此，在步骤b)中，佩戴者的头部的模型是数值模型，并且，在步骤c)中，通过数值计算将镜架的数值模型叠置在该佩戴者的头部TS的这个数值模型上。

接下来，优选地，在根据本发明的方法的第一步骤a)中，在所述第一参考系(O1，X1，Y1，Z1)中用镜架10的鼻梁13的一部分的至少一个模型和镜架10的镜架腿14，15的一部分的一个模型确定镜架10的至少局部模型。

另外，优选地确定镜架10的镜圈11，12的一部分的模型。

镜架10的这个模型(未在图中示出)可以例如由镜架的一组特性长度和角度的测量结果组成。

这些测量结果针对镜架腿的一部分的模型例如包括：镜架腿14、15的第一部分的长度、耳弯14A、15A的长度，镜架腿14、15之间的间隔、在平面O1Y1Z1和在平面O1X1Z1中耳弯14A、15A与相应镜架腿14、15的第一部分之间的角度。

这些测量结果针对鼻梁的一部分的模型例如包括：鼻子上的鼻梁13的支托表面16之间的间隔、支托表面16与这些支托表面至镜架10的镜圈的距离之间形成的角度。这些测量结果针对镜圈11、12的模型例如包括：每个镜圈11、12在平面O1X1Z1中的直径、与在每个镜圈11、12与平面O1X1Y1或竖直镜架平面PVM(图2)之间形成的角度相对应的面形角度GD、GG的测量结果、以及镜圈11、12在平面O1Y1Z1中的最高和最低点的位置。从长度和角度的这些测量结果，可以构造镜架10的模型。这个构造可以考虑其他参数，如镜架材料或镜架腿和镜圈的厚度。

镜架10的模型(未在图形中示出)还可以由镜架10的特定数量的具体点在第一参考系(O1，X1，Y1，Z1)中的位置组成。这个模型最后可以是镜架10的三维图像的采集结果。这个采集例如可以是使用立体图像采集设备或使用三维扫描仪进行的。无论用于获取镜架10的模型的方法如何，该镜架模型被存储在上述电子和计算装置的存储器中。因此能够在这个存储器中创建包括一组可用镜架的模型的数据库，这些可用参考镜架是预先确定的。

在根据本发明的方法的第二步骤b)中，在所述第二参考系(O2，X2，Y2，Z2)中，用鼻子N的一部分的至少一个模型MN以及耳朵ORD、ORG的一部分的一个模型MORD、MORG确定佩戴者头部TS的至少局部模型。

另外，优选地确定佩戴者的双眼的一部分的模型MOD、MOG。

这些模型在图1和图2中由虚线示意地示出。

鼻子的一部分的模型MN例如优选地包括鼻子N的根宽度、鼻子的额角AFN(图4)、鼻子的张开角度ACN(图2)。

佩戴者每只耳朵的一部分的模型MORD、MORG包括与位于佩戴者的耳廓ORD、ORG与颅骨之间的在耳朵后方的耳槽S相对应的弯曲表面的坐标(图5和图6)。确切地，该模型在眼镜架10的相应镜架腿14、15搁置在的耳槽S上。

佩戴者双眼的模型MOD、MOG例如包括每只眼睛的转动中心CROD、CROG在第二参考系(O2，X2，Y2，Z2)中的位置。该模型还可以包括眼睛的直径：该眼睛模型然后由具有这个直径以眼睛转动中心为中心的球体构成(图2)。优选地，还确定佩戴者头部的颧骨J和/或眉毛SC的一部分的模型(图3)。这个模型优选地是佩戴者头部TS的三维图像的采集结果。这个采集例如可以是使用立体图像采集设备或使用三维扫描仪进行的。

从前方(图4)并且从侧面(图3)优选地采集佩戴者头部TS的以及耳朵边缘的三维图像。该采集优选地具有2度的角精度和两毫米的距离精度。

可以由外部操作员执行该采集，例如，由眼镜师在其商店内执行。还可以设想远程地执行采集，例如，由佩戴者自己在家执行，并且然后将其传输给负责调整所选镜架的操作员。

还可以通过采集佩戴者头部的一张或多张二维图像来对佩戴者头部进行建模。

无论所使用的2D或3D图像采集设备是什么，指示所采集的图像的比例的一条信息与相应的所采集的图像一起被记录。这可以是放置在佩戴者头部上的比例指示符的图像的问题，例如，包括具有已知尺寸的图案的放置在头部上或在佩戴者的眼镜架上或具有佩戴者的已知瞳孔距离的元件。这条信息还可以由图像采集设备递送或由其接收。

佩戴者头部的这个模型还存储在计算和电子装置的存储器中。

根据本发明的方法的第一和第二步骤a)和b)可以按任何顺序或甚至同时执行。

在该方法的第三步骤c)中，计算和电子装置通过至少部分地叠置以下各项来模拟镜架10在佩戴者头部TS上的位置：一方面，镜架10的鼻梁13的一部分的模型以及佩戴者的鼻子N的一部分的模型，并且另一方面，镜架10的镜架腿14、15的一部分的模型以及佩戴者的耳朵ORD、ORG的一部分的模型。

此处是通过计算镜架10的模型以及佩戴者头部TS的模型进行叠置的问题。

以下实例展示了一种以数字方式叠置两个模型的可能方式。

首先，镜架和头部的第一和第二参考系(O1，X1，Y1，Z1)和(O2，X2，Y2，Z2)被认为是一致的，然后当维持轴线O1X1平行于轴线O2X2时两个参考系的相对位置被优化。因此，确保镜架在佩戴者头部上的水平状态。

因此，镜架的第一参考系(O1，X1，Y1，Z1)在平面(O2，Y2，Z2)中被平移移动，沿着轴线O2X2平移并且绕头部的第二参考系的这条轴线O2X2旋转地移动。

第一参考系(O1，X1，Y1，Z1)沿着O2Y2和O2Z2的平移距离被称为DY，DZ并且镜架的第一参考系(O1，X1，Y1，Z1)绕O2X2的旋转角度被称为DtetaX。

然后，定义取决于三个参数的函数F(DY，DZ，DtetaX)，其值在这些值DY，DZ，DtetaX最佳地模拟镜架模型在头部模型上的位置时最小。

例如，函数F在以下情况下最小：当镜架的鼻托与佩戴者鼻子的两侧之间的接触面积最大时，或者当镜架的鼻托与鼻子的两侧之间的距离最小时，并且当镜架的镜架腿与佩戴者的耳朵的耳槽的顶部之间的接触最大时，或者当镜架的每个镜架腿与对应的耳朵的耳槽S之间的距离最小时。

因此，函数F可以例如被写成以下形式：F(DY，DZ，DtetaX)＝alpha1.F1(DY，DZ，DtetaX)+alpha2.F2(DT1，DZ，DtetaX)，式中

-函数F1是当镜架的鼻托与鼻子的两侧之间的接触时展现出最小值的函数，并且

-函数F2是当镜架腿与耳朵的耳槽之间的接触最大时展现出最小值的函数，

-alpha1和alpha2是正加权系数。

函数Fi表示有待考虑在内的各种调整判据。以下详细描述了这些调整判据。

实际上，参数DY表示镜架的鼻梁在鼻子上的位置的高度，参数DZ表示双眼与镜架的镜圈之间的距离，并且参数DtetaX表示镜架的镜架腿相对于佩戴者头部的第二参考系的轴线O2Z2的倾角。还可以通过考虑使镜架的镜架腿平行于第二参考系的轴线O2Z2而仅优化参数DY、DZ。然后获得取决于两个参数F3(DY，DZ)的函数F3。根据另一个变体，还可以添加附加定位参数，例如，沿着头部的第二参考系的轴线O2X2平移的距离(被称为DX的距离)、绕轴线O2Y2旋转的角度DtetaY、和/或绕这个第二参考系的轴线O2Z2旋转的角度的DtetaZ。这使得优化更复杂但更精确。

在以上给出的实例中，参数DY、DZ、DtetaX的值是通过使用常规优化方法(例如，梯度下降方法或Levenberg-Marquardt法)使函数F最小化来确定的。

其他具有加权因子alphai的函数Fi(i>2)可以被引入优化函数F中，以便允许以更高的精度确定镜架模型在佩戴者的头部的模型上的相对位置(例如，允许将镜架的重量和镜架在皮肤上的摩擦系数考虑在内的函数)。

还可以根据佩戴者的具体期望确定这些加权因子。佩戴者可能例如期望镜架在他的鼻子上被定位得相对向上较高或向下较低。具体地，当在阅读位置上时，镜架经常被定位在鼻子上向下较低处。

加权因子alpha1、alpha2、alphai允许将讨论中的各种函数的相对重要性考虑在内。

例如，可以使某些加权因子最小化以便允许镜架能够被更容易地调整。

在优化结束时，镜架的模型因此已经几乎定位在佩戴者的头部的模型上，所述位置表示在镜架变形之前实际镜架10在佩戴者的头部TS上的位置。该位置因此不完美且仍可能不同于期望的理想位置。

一旦镜架的模型在其初始几何结构中的最优相对位置已经被确定，就在步骤d)中从这种叠置中确定获得镜架10在佩戴者的头部TS上的满足至少一个预定调整判据的调整所需的镜架10的变形。

这是借助于以下各项确定实现令人满意的调整所需的镜架10的变形的问题：

-镜架的镜圈相对于佩戴者的双眼定位成如为佩戴者提供最广阔的可能视野，同时满足审美标准，

-眼镜架搁置在佩戴者的鼻子上而不滑动且而不会造成伤害，具有所有需要的稳定性，

-眼镜架的镜架腿搁置在佩戴者的耳朵上，无需过度压缩镜腿并且无需在耳朵上拉动太多，

-镜架在佩戴者头部上是水平的，即，第一参考系的轴线O1X1平行于第二参考系的轴线O2X2，或者第二参考系的轴线O2X2平行于与眉毛相关联的线或平行于穿过佩戴者的两个瞳孔的直线。

特别地，在图5和图6中展示了镜架10的镜架腿14，15的令人满意的调整。图5示出了镜架的镜架腿15如何遵循佩戴者的头部TS的轮廓，而不压靠着他的头部，并且镜架腿15如何搁置在他的耳朵ORD的耳槽S中。

图6示出了在镜架腿15的第一部分与耳弯15A之间的接合处镜架腿15的曲率必须如何匹配耳朵ORD的耳槽S的形状。

允许确定调整的调整判据可以尤其首先包括与以上使用的那些调整判据完全相同的优化标准，但这次使用的同时将镜架的变形能力考虑在内：

-鼻梁13的鼻托16A与佩戴者的鼻子之间的接触面积16的最大化，

-镜架10的镜架腿14、15与佩戴者的耳朵ORD，ORG的耳槽S之间的接触的最大化，

-双眼OD、OG相对于镜架10的镜圈11、12的中心化。因为设想到可能的镜架变形，所以可以将其他标准考虑在内：

-维持轴线O1X1平行于轴线O2X2以保证镜架10的水平状态，

-镜架10的镜圈11、12与佩戴者的颧骨J和/或眉毛SC之间的接触面积的最小化；

还可以将各种调整参数的目标值考虑在内，这些调整参数表征镜架10在佩戴者头部上的调整：

-镜架10的镜架腿14、15的间距的目标值；

-镜架10的镜架腿14、15相对于镜架10的镜圈的倾角的目标值；

-鼻托16A之间的间隔的目标值，

-双眼OD，OG与镜架10的镜圈11、12之间的间隔的目标值，

-镜架10的镜圈与佩戴者的眉毛和/或颧骨之间的间隔的目标值，

-全视角AMV的目标值(图3)，

-镜架的面形的目标值。

全视角AMV被定义为镜架10的每个镜圈的中平面PMC与竖直眼平面PVO之间的角度，该竖直眼平面是在直立位置上垂直于注视轴的平面。

优选地，竖直眼平面PVO还对应于与穿过双眼的转动中心CROG、CROD的法兰克福平面垂直的、在佩戴者的头部TS的矢状平面中的投影中测量的平面。

可以根据标准调整值定义这些目标值：例如，双眼与镜架的镜圈之间的距离的一个目标值(即，眼睛的角膜的顶部与每个镜圈的中平面之间的距离)为12毫米。

例如，还可以将镜架10的镜圈与佩戴者的眉毛和/或颧骨之间的间隔的目标值设置为3毫米。

最后，因此可以设置镜架10的全视角的目标值为等于6度或面形角度的目标值等于8度。

目标值也可以是根据镜架的材料确定的：例如，为了满意的调整，可以提供使镜架腿之间的间隔的目标值取决于上耳间隔，即，右耳ORD与左耳ORG的耳槽S之间的间隔。

针对例如由金属制成且厚度较小的柔性镜架腿，镜架腿之间的间隔的目标值等于上耳间隔减十五毫米。

针对例如由金属制成且厚度较大的半刚性镜架腿，镜架腿之间的间隔的目标值等于上耳间隔减十毫米。

针对例如由塑料制成且厚度较小的刚性镜架腿，镜架腿之间的间隔的目标值等于上耳间隔减五毫米。

针对例如由塑料制成且厚度较大的完全刚性镜架腿，镜架腿之间的间隔的目标值等于上耳间隔减二或三毫米。

这些目标值可以由目标值的区间替换。

还可以考虑其他经验标准，例如要求镜架腿14、15与耳朵的ORG、ORD的耳槽S在包括在2厘米与2.5厘米之间的长度之上进行接触(图6)并且要求镜架位于距佩戴者的颅骨2毫米与5毫米之间的距离处。还可以提供使得镜腿耳弯的形状沿着耳槽的长度一直是适配的。这种调整允许设备夹持得更好，特别是针对具有相当扁平的鼻子、需要强矫正或从事大量动态活动的那些佩戴者。

还可以提供以当确定所需要的镜架变形时将佩戴者的特定期望考虑在内，其目的是实现令这位佩戴者满意的调整。

为此，可以要求佩戴者填写问卷以便确定他是否将例如喜欢眼镜架搁置在其鼻子的高处部分、靠近其双眼以便增大其视野，或者他是否更喜欢镜架搁置在其鼻子上接近其末端的低处。也可以使佩戴者的期望的评估基于佩戴者使用其旧眼睛架进行的观察。

接下来，基于以下调整规则将佩戴者的期望转换成调整判据。如以下描述的，具体地调整佩戴者的双眼与镜架的镜圈之间的距离以及镜架的全视角。

为了调整镜圈11、12在双眼OD、OG前方的定位和/或限制镜圈11、12与佩戴者的颧骨J或眉毛SC之间的接触面积，可以修改鼻托16A之间的间隔。因为鼻子具有梯形形状，所以鼻托16A之间的间隔越小，镜架10将在佩戴者脸上被定位得越高。

还可以调整鼻托16A的臂17以移动鼻托16A进一步远离或靠近镜架10的镜圈11、12并因此修改双眼OD、OG与将由镜架10承载的眼科镜片之间的距离。

为了确保镜架的水平状态并调整全视角，可以修改镜架腿14、15相对于镜架10的镜圈11、12的倾角。这还使得可以更改每个镜架腿14、15与佩戴者的相应的耳朵ORD、ORG的耳槽S之间的接触。

为了确保镜架10在佩戴者的头部TS上相对于眉毛或相对于双眼的水平状态，有必要在最低镜圈侧向下倾斜镜架腿或在最高镜圈侧向上倾斜镜架腿。

取决于耳朵ORD、ORG相对于双眼的高度，可以使镜架腿14、15倾向佩戴者的头部的底部以便增大全视角，由此提高佩戴者的近视力，或可以倾斜镜架腿14、15以便减小全视角，由此尤其允许限制镜架的镜圈的底部与颧骨之间的接触。

镜架腿14、15的开度最初是对称的。然而，如果包括镜圈11、12和鼻梁13的镜架10的前方不平行于佩戴者的面部，那么可以通过在离佩戴者面部最远的前方侧上进一步打开镜架腿14、15来调整这个平行度。

当镜架腿不包括耳弯时，镜架的材料必须是相当刚性的并且镜架腿的开度必须被精确地确定以便将镜架维持在头部上而不紧压头部。

为了确定用于实现调整所需要的镜架10的变形，可以首先标识镜架10的模型与佩戴者的头部TS的模型之间的不相容区。这些不相容区例如对应于在佩戴者的头部TS的第二参考系O2X2Y2Z2中的那些空间区域，在这些区域中，镜架10的模型与佩戴者的头部TS的模型互相贯穿。一旦这些不相容区已经被标识，就通过计算确定用于移除所有这些不相容区所需的镜架10的模型的变形。为此，仅准许有限数量的、对应于可以在调整过程中对这个镜架10做出的修改的镜架变形：

-修改镜架的镜架腿相对于镜架的镜圈(即，在平面O1X1Z1中)的倾角，

-修改耳弯14A、15A相对于相应镜架腿14，15的第一部分的倾角，

-修改两个镜架腿的末端的间距，

-修改镜架的面形。

针对包括安装在臂17上未整合到镜圈中的鼻托16A的镜架，还可以修改鼻托的接触表面16与镜架10的镜圈11、12之间的以及每个鼻托16A的额角与张开角度之间的距离。

每个鼻托16A的张开角度对应于鼻托的接触表面相对于镜架10的平面O1Y1Z1的、在平面O1X1Z1内的投影中测量的倾角。

每个鼻托16A的额角对应于鼻托的接触表面相对于平面O1Y1Z1的、在平面O1X1Y1内的投影中测量的倾角。

可以提供限制变形值不得超过存在损坏镜架的风险，变形值可以取决于镜架的材料。

一旦不相容区已经被移除，就可以根据以上描述的标准(尤其是根据眼睛-镜片距离的目标值、全视角的目标值、镜架的面形以及镜架相对于佩戴者的颧骨和眉毛的高度)继续优化镜架10在佩戴者的头部上的放置。

如以上解释的，在生产旨在安装于这个镜架中的眼科镜片之前，当选择镜架时首先优选地实现该方法。

计算和电子装置然后可以被编程以从所确定的需要的镜架变形中推导出调整难度级别。这个难度级别将被传输至操作员，如果获得调整所需的调整证明太难，那么操作员则可以建议佩戴者选择另一个镜架。

操作员的经验以及其做出确定的调整的能力也可以被考虑在内。

如果令人满意的调整是不可能的，例如，如果所需要的调整超出镜架的机械极限并且有损坏镜架的风险，或者如果镜架的令人期望的修改是不可能的，则发出警报。例如，利用塑料镜架就不可能修改鼻托的间距，因为这种镜架不具有这种鼻托。

因此，有利地，计算和电子装置在步骤d)之后执行返回关于镜架的变形能力与在步骤d)中所确定的镜架10的所需变形之间的相容性的信息的附加步骤p)。

计算和电子装置还可以被编程以根据所确定的所需镜架变形确定眼镜架的在这个变形之后的经校正的模型、并且以便从其中推导出表征包括这个镜架的这副眼镜的舒适性和视觉性能的参数。可以通过将眼科镜片的重量以及双眼相对于眼镜架的镜圈的放置考虑在内来分别确定这些参数。

因此，有利地，在步骤d)之后，在镜架已经被调整并且可选地被重新调整之后，计算和电子装置可以执行返回指示镜架在佩戴者的头部上的预期最终相对位置的信息的附加步骤q)。

这些各种信息项被传输至操作员并且可以在选择眼镜架方面帮助作出决策。

当已经做出镜架的最终选择时，该方法然后尤其允许调整镜架以调整佩戴者的面部以便允许对佩戴经调整的眼镜架的佩戴者进行测量和进行制造眼科镜片所需的测量。因此，可以测量两只眼睛的瞳孔相对于镜架的镜圈的位置并且因此正确地使眼科镜片相对于镜架定中心，从而使得其中心点面向双眼的瞳孔。这可以通过使镜架10在其调整好的几何结构中实际地或者以数字方式完成。

在第一种情况下，在方法的步骤f)中，将在步骤d)中上确定的变形施加于眼镜架10。接下来，佩戴经调整的眼镜架的佩戴者以及被要求制造眼科镜片的那些人执行测量。在第二种情况下，在步骤g)中，当将在步骤d)中所确定的镜架的所需变形考虑在内时，通过类似于步骤c)的数值模拟的数值模拟来确定镜架的这些镜圈的一部分的模型与佩戴者的双眼的一部分的模型的经校正的相对位置。

在步骤h)中，根据在步骤g)中所确定的所述经校正的相对位置，确定将眼科镜片嵌入镜架中的至少一个几何外观参数从而使得镜片的光学中心面向佩戴者的相应眼睛。

这些嵌入几何外观参数例如尤其包括：瞳孔相对于镜架的镜圈的最低点的高度H(图4)、全视角AMV、单眼瞳孔距离以及双眼的转动中心的位置。

可选地，在步骤i)中，根据在步骤g)中上确定的所述经校正的相对位置，确定有待安装在这个镜架10中的至少一个眼科镜片的至少一个光折射特性。

眼科镜片的制造于是更加精确，并且既适配于佩戴者又适配于所选择的眼镜架。

一旦眼科镜片已经被制造并且安装在眼镜架中，眼科镜片的重量可能将使眼镜架变形并且眼镜架可能将不再具有与安装眼科镜片安装之前完全相同的经调整的几何形状。然后，可以重复根据本发明的方法以便确定调整配备有眼科镜片的镜架所需的镜架变形以调整佩戴者的面部。然后，谈及镜架的重新调整。

这种重新调整例如可以将鼻子的皮肤的弹性系数和/或根据眼科镜片的重量变化的参数考虑在内。

有利地，由于佩戴者的模型存储在计算和电子装置的存储器中，所以这种重新调整可以在没有佩戴者的情况下执行。

无论针对眼镜架的调整还是重新调整，计算和电子装置此外优选地被编程以显示多条指令，这些指令允许操作员逐步施加在步骤d)中确定的眼镜架的变形。

以上描述了该方法的示例性实施例，其中，在步骤a)和步骤b)中，眼镜架10的模型和佩戴者的头部TS的模型是数值模型，并且在步骤c)中，两个模型的叠置是通过数值计算实现的。

根据该调整过程的第二实施例，在步骤b)中，佩戴者的头部TS的模型是实物模型，并且在步骤c)中，通过将眼镜架10的实物模型实际地放置在佩戴者的头部的实物模型上来将镜架10的实物模型叠置在佩戴者的头部TS的这个实物模型上。

因此，在步骤b)之前，执行确定眼镜架的实物模型的步骤a)。这具有以下优点：即使不存在实际镜架并且不存在允许生成数值模型且计算叠置的具体的计算和电子处理装置，仍允许确定用于调整这个镜架以调整于个体的头部上所需的镜架变形。

镜架的这个实物模型可以通过已知的原型制作技术(例如，通过在采集这个镜架的图像之后进行3D打印)来生产。

在步骤d)中，从这个叠置中确定获得镜架10在佩戴者的头部TS上的满足至少一个预定调整判据的调整所需的镜架10的变形。

在此所考虑的调整判据与在第一实施例中描述的那些标准相同。

尤其是以下标准的问题：

-鼻梁13的鼻托16A与佩戴者的鼻子之间的接触面积16的最大化，

-镜架10的镜架腿14、15与佩戴者的耳朵ORD，ORG的耳槽S之间的接触的最大化，

-双眼OD、OG相对于镜架10的镜圈11、12的中心化。因为设想到可能的镜架变形，所以可以将其他标准考虑在内：

-维持镜架的第一参考系的轴线O1X1平行于头部的第二参考系的轴线O2X2以保证镜架10的水平状态，

-镜架10的镜圈11、12与佩戴者的颧骨J和/或眉毛SC之间的接触面积的最小化。

这些标准可以由操作员通过眼睛评估。

如在第一实施例中描述的，其还可以是实现一个或多个目标值的问题。

为这个，操作员可以对镜架模型和佩戴者头部的模型的叠置进行距离或角度测量。

在任何情况下，操作员因此评估所需的镜架变形。

接下来，这个变形可以施加于实际镜架以便进行调整。

根据依据本发明的调整方法的第三实施例，在步骤b)中，佩戴者的头部TS的模型是实物模型，并且，在步骤c)中，通过将眼镜架10实际放置在佩戴者的头部的实物模型上来将镜架10自身叠置在佩戴者的头部TS的这个实物模型上。

在这个情况下，没有确定镜架的模型的步骤被执行。实际眼镜架直接使用并且放置在佩戴者的头部的模型上。

这具有即使在不存在佩戴者的情况下仍允许精确地调整镜架的优点。这可以例如允许已经调整好的镜架被分派给佩戴者。

优选地，在第二和第三实施例中，在步骤b)中，头部的实物模型是使用以下技术中的至少一项技术按比例1生产的：

-快速原型制作技术，

-可以可选地被机动化的可变形排。

佩戴者的头部的模型可以包括仿真头，该仿真头具有可调整的(例如机动化的)受计算和电子装置控制的模型耳朵和鼻子。

作为变体，头部的实物模型是从可变形的载体以及被添加到这个载体中的部件阵列中生产的。

这个仿真头可以例如包括再现头部的形状和整体尺寸的可变形载体，其接收耳朵和鼻子的模型，这些模型是通过采集佩戴者的三维图像而记录的数据的三维打印生产的。

作为又另一个变体，可以设想，在步骤b)中，从预先生产的一组模型头部中选择头部的实物模型。

这种选择例如是基于表征面部、鼻子和耳朵的形状的标准执行的。

在此所考虑的调整判据与以上描述的那些标准相同。

这些标准可以由操作员通过眼睛或使用测量仪器评估。在任何情况下，操作员评估所需的镜架变形。

这种变形在此可以直接施加于实际镜架以调整实际镜架从而调整在佩戴者头部的模型上。

无论本发明的实施例是什么，可以提供对做出的调整进行检查的步骤，在该步骤中，将镜架的镜圈相对于佩戴者的双眼的中心度、镜架的全视角、双眼与镜架的镜圈之间的距离、镜架的面形以及镜架腿在耳朵上的位置与这些参数的标准或个性化目标值进行比较。

在第二和第三实施例中，佩戴者头部的实物模型可以同时与调整好的镜架一起被交付，以便允许执行这个检查步骤。例如，模型可以被交付给眼镜师以便允许其对所做的调整进行验证，或者该模型可以被交付给佩戴者自己以便允许其重新调整其由于使用已经变形的镜架。这个实物模型有助于重新调整操作。

无论所讨论的实施例如何，可以有利地在不同的地方执行这些步骤中的每个步骤。尤其可以在第一站点执行步骤b)而在第二站点执行步骤d)。

第一站点位于佩戴者或者身体上或者通过互联网可访问的任何地方：其尤其是眼镜师的工作场所、安装在商场中的自助服务终端或者甚至眼镜师的互联网站点的问题。第二站点例如位于眼镜师处或位于光学实验室中。

Claims (22)

1.一种用于调整由给定佩戴者选择的预定实际眼镜架(10)以供这位佩戴者使用该眼镜架的方法，并且该方法包括以下步骤：

b)在给定的参考系中使用鼻子(N)的一部分的至少一个模型(MN)以及耳朵的(ORD，ORG)的一部分的一个模型(MORD，MORG)确定该佩戴者的头部(TS)的至少局部模型，

c)通过在该佩戴者的头部(TS)的该模型上叠置所述镜架(10)的或其模型的相应区来模拟该镜架(10)在该佩戴者的头部(TS)上的定位，

d)从这种叠置中确定为了获得这个镜架(10)在该佩戴者的头部(TS)上的满足至少一个预定调整判据的调整所需的、该预定实际镜架(10)的变形。

2.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该佩戴者的头部(TS)的该模型是数值模型，并且在步骤c)中，通过数值计算将该镜架(10)的数值模型叠置在该佩戴者的头部(TS)的这个数值模型上。

3.如权利要求1所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该佩戴者的头部(TS)的该模型是实物模型，并且在步骤c)中，通过将该眼镜架(10)的实物模型实际放置在该佩戴者的头部的该实物模型上来将该镜架(10)的该实物模型叠置在该佩戴者的头部(TS)的这个实物模型上。

4.如权利要求1和2之一所述的调整方法，其中，在步骤c)之前，执行步骤a)：在另一个给定的参考系中使用该镜架(10)的鼻梁(13)的一部分的至少一个模型和该镜架(10)的镜架腿(14，15)的一部分的一个模型来确定该镜架(10)的模型。

5.如权利要求4所述的调整方法，其中，在步骤c)中，以下各项被叠置：一方面，该镜架(10)的该鼻梁的一部分的该模型以及该佩戴者的鼻子的一部分的该模型(MN)，并且另一方面，该镜架(10)的这些镜架腿的一部分的该模型以及该佩戴者的耳朵的一部分的该模型(MORD，MORG)。

6.如权利要求1所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该佩戴者的头部(TS)的该模型是实物模型，并且在步骤c)中，通过将该眼镜架(10)实际放置在该佩戴者的头部的该实物模型上来将该镜架(10)自身叠置在该佩戴者的头部(TS)的这个实物模型上。

7.如权利要求6所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该头部的实物模型是使用以下技术中的至少一项技术按比例为1生产的：

-快速原型制作技术，

-可以可选地被机动化的可变形排。

8.如权利要求6所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该头部的实物模型是由可变形的载体以及添加到这个载体上的部件阵列生产的。

9.如权利要求6至8之一所述的调整方法，其中，在步骤b)中，该头部的实物模型是从预先生产的一组模型头部中选择的。

10.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架(10)的这些镜架腿(14，15)相对于该佩戴者的耳朵(ORD，ORG)的期望相对位置。

11.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架(10)的这些镜架腿(14，15)的、取决于耳朵(ORD，ORG)之间的确定间隔的期望间距。

12.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤d)中，所述预定调整判据由该镜架(10)的该鼻梁(13)的两个鼻托(16A)与该佩戴者的鼻子(N)之间的接触面积的优化组成。

13.如权利要求4或5中任一项所述的调整方法，其中，在步骤a)中，此外确定该镜架(10)的镜圈(11，12)的一部分的模型，在步骤b)中，另外确定该佩戴者的双眼(OD、OG)的一部分的模型(MOD，MOG)，并且在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架(10)的这些镜圈(11，12)与该佩戴者的双眼(OD、OG)的相对位置。

14.如权利要求4或5中任一项所述的调整方法，其中，在步骤a)中，此外确定该镜架(10)的这些镜圈(11，12)的一部分的模型，在步骤b)中，此外确定该佩戴者的颧骨(J)和/或眉毛(SC)的一部分的模型，并且在步骤d)中，所述预定调整判据包括该镜架(10)的这些镜圈(11，12)与该佩戴者的颧骨和/或眉毛之间的期望最小距离。

15.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤e)中，给予使用者允许其向该眼镜架(10)施加在步骤d)中所确定的变形的多个调整指令。

16.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤f)中，向该眼镜架(10)施加在步骤d)中所确定的变形。

17.如权利要求13所述的调整方法，其中，另外执行以下步骤：

g)当将在步骤d)中所确定的该镜架(10)的所需变形考虑在内时，通过类似于步骤c)的数值模拟来确定该镜架(10)的这些镜圈(11，12)的一部分的该模型与该佩戴者的双眼的一部分的该模型的经校正的相对位置。

18.如权利要求17所述的调整方法，其中，另外执行以下步骤：

h)根据在步骤g)中所确定的所述经校正的相对位置，确定将眼科镜片嵌入该镜架(10)中的至少一个几何外观参数，使得该镜片的光学中心面向该佩戴者的相应眼睛(OD，OG)。

19.如权利要求17或18中任一项所述的调整方法，其中，另外执行以下步骤：

i)根据在步骤g)中所确定的所述经校正的相对位置，确定有待安装在这个镜架(10)中的至少一个眼科镜片的至少一个光折射特性。

20.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，步骤b)是在第一站点处执行的，而步骤d)是在第二站点处执行的。

21.如前一项权利要求所述的调整方法，其中，该第一站点位于该佩戴者或者身体上或者通过互联网可访问的任何地方，而该第二站点位于眼镜师处或位于光学实验室中。

22.如以上权利要求之一所述的调整方法，其中，在步骤d)之后，执行以下两个附加步骤中的至少一个步骤：

p)返回关于该镜架的变形能力与在步骤d)中所确定的该镜架(10)的所需变形之间的相容性的信息，

q)在该镜架已经被调整之后，返回指示该镜架在该佩戴者的头部上的预期最终相对位置的信息。