CN110420008B - 用于确定矫正镜片的组件、计算机程序、系统、以及套件 - Google Patents

Abstract

用于确定矫正镜片的组件、计算机程序、系统、以及套件。本发明涉及一种用于比如智能手机等移动计算机设备（20）的组件，该组件可以紧固到该移动计算机设备的壳体上。该组件可以借助于光学元件（21）使移动计算机设备（20）的内部光源（22）的光偏转并且可选地对光进行过滤，或者可以提供其自己的光源以提高使用移动计算机设备（20）测量偏心摄影验光的可能性。

Description

用于确定矫正镜片的组件、计算机程序、系统、以及套件

技术领域

本发明涉及一种组件、一种具有这种组件的系统、以及一种具有这种组件和相关计算机程序、用于确定矫正镜片（即用于测量眼睛的视觉缺陷）的套件。

背景技术

根据Helmut Goersch, Wörterbuch der Optometrie [Optometry dictionary（验光字典）]，第2版，由Bode GmbH & Co. KG, Pforzheim 2001年出版，第26页，矫正镜片的确定是用于确定屈光度组合（球镜、柱镜、棱镜）的所有活动的总和，以便矫正视觉缺陷和确定老花眼情况下近用下加光。矫正镜片的确定包括用于确定屈光不正（屈光的确定）和老花眼（视近镜片确定）的单眼部分、以及用于确定隐斜视的双眼部分。因此，矫正镜片的确定提供了表征被检查的人的视力的数据。

矫正镜片的确定是眼睛检查的重要部分。在这种矫正镜片的确定过程中，测量视觉缺陷，然后可以通过视觉辅助器（比如眼镜或接触镜片）至少部分地补偿视觉缺陷。

在屈光确定的情况下，可以区分主觉验光确定与客观验光确定。在这种情况下，用于主觉验光确定的方法基于待检查的人关于人的视觉感知的（主观）反馈。在这种情况下的一个实例是基于字体不断减小或符号不断减小的视力表的测量，在这种情况下，待检查的人提供关于他可以辨别哪些字符的反馈。相比之下，用于客观验光确定的方法和设备不需要这种来自待检查的人关于人的视觉感知的反馈。

摄影验光是这样的一种客观验光方法。此方法基于人的瞳孔中的光反射的照片（即图像记录）。可以使用数学公式根据此光反射的强度和位置计算屈光状态。根据HelmutGoersch，WörterbuchderOptometrie [Optometry dictionary（验光字典）]，第2版，由BodeGmbH & Co. KG, Pforzheim 2001年出版，第239页，屈光状态应理解为意指眼睛的光学系统与相对于其总长度的折射率相关的状态。

W. Wesemann和H. I. Wesemann在“[Photorefraktion - Ein objektivesScreening-Verfahren zur Refraktionsbestimmung]”，DOZ - Deutsche OptikerZeitung，11/92，第50页至54页中解释，在摄影验光中，两种物理/光学上完全不同的方法之间存在区别，即

1. 由Howland和Howland（1974年）开发的“各向同性”摄影验光，以及

2. 由Kaakinen（1979年）提出的“偏心”摄影验光。

“偏心”摄影验光方法也被其他作者称为“静态摄影视网膜检影法”（Howland，1980年）、“近轴摄影验光”（Tyler和Noreia，1985年）、以及“摄影视网膜检影法”（Schaeffel等，1987年；Howland，1985年）。

W. Wesemann和H. I. Wesemann还陈述了由Kaakinen（1979年）建造的第一个偏心光折射计、以及大多数后续装置（Hay等，1983年；Molteno等，1983年；Bobier和Braddick，1985年；Day和Noreia，1986年；Noreia等，1986年），这些后续装置包括具有长焦距镜头和闪光装置的单镜头反射式相机中。然而，与普通相机相对比，偏心摄影验光中的闪光灯非常靠近相机镜头紧固。在这种情况下，光源的偏心距是闪光管（光源）与相机的入射光瞳之间的距离。

如果使用非常靠近相机镜头元件安装的闪光灯拍摄正视眼，则在图像中获得红眼。如果拍摄有视觉缺陷的眼睛，则在瞳孔中另外出现新月形的光反射，视觉缺陷可以从该新月形的光反射的位置和强度中得出。从上面引用的出版物中收集进一步的细节。偏心摄影验光方法也在例如伯克利大学2016年3月21日版的URL roorda.vision.berkeley.edu/photoref.htm中描述。

DE 10 2007 031 923 A1披露了一种用于偏心摄影验光的设备，该设备使用扫描光线。例如，该设备可以集成在手术显微镜中。因此，其中描述的设备尤其适合于例如在医生的手术或医院中固定使用。

在US 2015/0002817 A1中描述了用于眼睛检查的另一设备，该设备可以基本上用于客观验光确定（如果适当的话稍作修改）。这是相对复杂的结构，其同样主要旨在于医生的手术或诊所中使用。

DE 197 19 694 A1披露了使用偏心摄影验光进行客观验光确定的另一设备。在此设备中，光源被安排在距相机不同的距离处，并且与相机一起永久地安装在共同的壳体中。

EP 1 308 128 A2还披露了一种使用偏心摄影验光进行客观验光确定的设备。在此设备中，所需的所有组件可以被设置在紧凑的壳体中，因此以便提供移动设备。设备与待检查的人之间的距离可以通过超声传感器、通过光学三角测量或通过图形投影来确定，然后此距离包含在验光确定中。

在上述方法中，使用专门制造的设备来进行客观验光确定，并且因此是昂贵的。

近年来越来越多地尝试为偏心摄影验光确定提供了移动的、有成本效益的可能性。一种方法是使用比如智能手机或平板电脑等移动计算机设备。2014年ARVO（视觉与眼科研究协会）会议上的海报投稿号D0055，项目号436，“Photoscreening for RefractiveError and Strabismus With a Smartphone App [通过智能手机应用进行屈光不正和斜视的摄影筛查]”，其摘要发布在http://www.arvo.org/webs/am2014/abstract/sessions/114.pdf，提出通过智能手机使用智能手机的集成闪光灯和对应的软件（应用）来执行偏心摄影验光测量。也可使用这种类型的用于执行偏心摄影验光的商业应用。例如，可以在http://www.gocheckkids.com/和http://www.gocheckkids.com/downloads/ Poster_CEI_poster_APOS_Poster2014.pdf中找到证据。

然而，在这种方法中使用智能手机的集成闪光灯光源可能是不利的，因为例如集成闪光灯光源与集成相机之间的距离不利于摄影验光测量和/或集成闪光灯光源在不利的光谱范围内发光。另外，集成闪光灯光源通常仅呈单独光源的形式。

集成闪光灯光源与相机之间的距离以及其他参数一起确定了偏心摄影验光中的测量范围。

从-D屈光度到+D屈光度的理论测量范围通过下面的公式描述，该理论测量范围可以通过用于偏心摄影验光的设备来实现：

在这种情况下，E是光源的偏心距，即光源的有效光出射位置与相机的入射光瞳之间的距离。光源的有效光出射位置是光线出射以照射眼睛的位置。如果光源和相机位于垂直于相机的光轴的平面内，则偏心距对应于光源的中心与相机的入射光瞳之间的距离，在这种情况下，此处使用入射光瞳的中心（通常在相机的光轴上）。在智能手机的常规闪光灯光源的情况下，在这种情况下，有效光出射位置与闪光灯光源的中心匹配。如果光源和相机不在这样的平面中，则在本申请的范围内忽略光源与相机之间在垂直于该平面的方向上的偏移量（竖直偏移量）。在这种情况下，竖直偏移量优选地比偏心距小很多，例如小于偏心距的25%或小于偏心距的10%。然后，照明的偏心距应理解为意指移动计算机设备的相机镜头的光轴与光的有效光出射位置的中心之间的距离，该移动计算机设备旨在记录用于确定偏心摄影验光的照片，该光由光源发出并且旨在在拍照时照射人的眼睛。A是眼睛与相机之间的距离。DF代表所谓的“暗部分”，即瞳孔的未照射部分，或者换言之瞳孔的部分。R代表瞳孔的半径，其同样可以例如从记录的图像中收集（可能基于所确定的距离而调比例或归一化）。应注意的是，取决于实际待检查的眼睛，实际上可能出现与此理论测量范围的偏差。特别地，实际上，测量范围可能是不对称的。

如从上述公式中清楚的，针对给定距离的测量范围最初越大，偏心距就越大。然而，在大测量范围的情况下，确定眼睛屈光的与D相比较小的视觉缺陷的精度下降，其结果是可能期望例如针对照明使用较小的偏心距。因此可以以更准确的方式测量轻微视觉缺陷。

关于使用智能手机进行客观验光确定，DE 10 2015 100 147 A1披露了一种具有用于容纳智能手机的固持器的设备。固持器可以戴在头上。对于客观验光测量，使用与智能手机的显示器安排在同一侧的相机记录眼睛的图像。此相机通常被称为前置相机。对于眼睛的照明，可以在智能手机的显示器上显示不同的图形。此外，光源可以被设置在固持器的内部，来自光源的光通过分束器居中地反射到相机的光束路径中。

DE 2 232 410 A披露了以一种距离测量设备，其中棱镜产生光束位移。

发明内容

在ARVO的上述海报投稿号D0055的基础上，本申请的第一目的是提供改进的可能性，以便能够使用比如智能手机或平板电脑等移动计算机设备执行偏心摄影验光测量，其中偏心距适用于这种摄影验光测量。

在本发明的第一方面，为此目的提供了根据权利要求1的系统、根据权利要求11的组件、以及根据权利要求24的方法。

在本发明的第一方面的范围内，第二目的也是提供用于偏心摄影验光测量的光源（如从DE 197 196 94 A1中基本已知的），其中，这些光源旨在能够对于移动计算机设备的集成相机而言以简单的方式被正确地定位。

该目的通过根据权利要求19的组件来实现。

此外，在本发明的第一方面的范围内提供了一种根据权利要求26的用于摄影验光测量的这种组件的用途。本发明的第一方面的从属权利要求限定了本发明的第一方面的进一步实施例。

在EP 1 308 128 A2的基础上，本发明的第三目的是提供EP 1 308 128 A2中提到的用于在摄影验光中测量距离的可能性的替代方案，这些替代方案可以在没有附加组件的情况下实施，或者与EP 1 308 128 A2中的超声传感器或样品投影设备相比，仅通过更简单且更有成本效益的附加装置来实施。

在本发明的第二方面，为此目的提供了根据权利要求27的方法、根据权利要求28的计算机程序、以及根据权利要求29的移动计算机设备。

还提供了根据权利要求30的套件，该套件将本发明的第一方面与本发明的第二方面关联。

本发明的第一方面提供了一种系统，该系统包括：

移动计算机设备，其中，该移动计算机设备包括壳体、以及安装在该壳体中的相机，

其特征为以下组中的至少一个组件：

- 具有光学元件、以及紧固元件的组件，该光学元件用于适配该移动计算机设备的集成光源的偏心距，该紧固元件用于将该组件以可逆的方式可释放地连接到该壳体上，

- 外壳元件，该外壳元件的尺寸被确定成用于完全或部分地包围该移动计算机设备，并且该外壳元件具有至少一个光源，其中，该至少一个光源被安排在该外壳元件的外侧上。

本发明的第一方面还提供了一种组件，该组件包括：

光学元件，该光学元件用于适配来自移动计算机设备的集成光源的光的出射偏心距，以及

至少一个紧固元件，该至少一个紧固元件用于将该组件紧固并定位在该移动计算机设备的壳体上。

此外，本发明的第一方面提供了一种包括外壳元件的组件，该外壳元件的尺寸被确定成用于完全或部分地包围该移动计算机设备。该外壳元件具有至少一个光源，其中，该至少一个光源被安排在该外壳元件的外侧上。

因此，光学元件可以用于改变移动计算机设备的集成光源的偏心距，以便提供适用于偏心摄影验光测量的偏心距（如在开篇处所解释的）。替代性地，外壳元件可以用于容易地提供具有合适偏心距的至少一个光源。此外，外壳元件可以用于以紧凑的方式为移动计算机设备提供光源。

因此，光学元件例如通过使光偏转以便适配偏心距来影响光传播的元件。在本申请意义上的组件是可以与移动计算机设备一起使用的零件，并且包括这种光学元件或外壳元件。

紧固元件是可以用于紧固并且优选地还将组件定位在移动计算机设备上的元件。该定位尤其可以用于使光学元件相对于内部光源定位，其结果是光学元件接收来自内部光源的光。紧固元件可以例如包括比如粘性膜等粘合剂、磁性紧固件或机械紧固件（例如呈外壳元件或支架的形式）。为了定位，粘性膜或磁性紧固件可以具有例如待安装在移动计算机设备上的部分，并且具有用于定位的标记或者用于移动计算机设备的元件（比如相机或集成光源）的凹口，在此基础上进行定位。紧固元件尤其可以被设置用于将组件以可逆的方式可释放地紧固到移动计算机设备上。在这种情况下，以可逆的方式可释放地是指可以在不发生破坏的情况下再次从移动计算机设备移除组件，并且随后还可以再次将其紧固。

在这种情况下，外壳元件是尺寸被确定用于至少部分地包围移动计算机设备的元件。

这种外壳元件使得可以容易地进行精确定位，因为外壳元件适配于移动计算机设备的尺寸。在这方面，本领域技术人员已知特别适配的外壳元件可用于不同类型的移动计算机设备（例如，智能手机、平板电脑）。在这种情况下，外壳元件通常是可以容纳移动计算机设备的元件，其结果是外壳元件与移动计算机设备一起形成一个单元，其中，外壳元件的安排有至少一个光源的外侧形成此单元或零件的可见外侧（在局部外壳的情况下）。这与DE10 2015 100 147 A1中的固持器不同，其中光源被设置在固持器的内部而不是外侧。

在这种情况下，外壳元件的外侧应理解为意指当外壳元件完全或部分地包围移动计算机设备时背向移动计算机设备的一侧，即外壳元件的与移动计算机设备相接触的那侧是外壳元件的内侧，而外侧相应地是背向内侧的那侧。

如果外壳元件完全包围移动计算机设备，则除了用于比如集成相机等组件的凹口之外，从外侧看不到移动计算机设备。如果外壳元件部分地包围移动计算机设备，则移动计算机设备的多个部分是可见的。

这种外壳元件优选地比较薄，即内侧与外侧之间的距离短的，例如小于5 mm或小于3 mm。外壳元件优选地具有与移动计算机设备基本上相同的形状，无论什么情况下外壳元件完全或部分地包围移动计算机设备，其结果是外壳元件以基本上形状配合的方式包围移动计算机设备。

移动计算机设备是典型地一个或多个处理器、存储器、显示器、以及可能的另外的零件（比如接口等）容纳在壳体中的装置。在这种情况下，显示器可以是触敏性的（例如所谓的触摸屏），因此以便也能够进行输入。在本申请的范围内使用的移动计算机设备还包括安装在壳体中的相机。这种移动计算机设备的典型实例是智能手机或平板PC或者还可能是膝上型计算机。当计算机设备可以在预期使用期间由人携带时，该计算机设备是移动的。

光轴通常对应于成像光学单元的折射或反射表面的所有曲率中心的直连接线。光轴上的光线无偏转地穿过成像光学单元。在移动计算机设备的相机的情况下，使用的相机镜头是成像光学单元。因此，相机镜头的光轴通常是与相机镜头的对称轴线匹配并且居中地穿过相机镜头的入射光瞳的直线。

照明发射光谱应理解为意指由光源（集成光源或外壳元件的至少一个光源）发射并照射眼睛的光的光谱分布。例如，这可以通过使用的发光装置（例如LED）或附加的预设滤光器（例如滤色器或分色滤光器）来影响。在本发明的范围内，光被理解为意指在280 nm与1200 nm之间的波长范围内的电磁辐射。已知的是，紫外光谱范围内的光可能对眼睛具有破坏作用。

优选地选择光谱分布，其方式为使得足以用于测量的光量被眼底（眼睛基底）反射（所谓的红色反射），并且该测量提供了尽可能稳健的测量值。因此期望提供足够强度的红色或红外辐射。

相比之下，待测量的人可能因高比例的短波（例如蓝色）光而看不见，这导致瞳孔直径减小，这进而可能使测量变得困难。出于此原因，至少与红色辐射或红外辐射的强度比例相比，紫外辐射或蓝色辐射的强度比例通常保持相当低。

紧固元件优选地包括调节装置，该调节装置用于调节光学元件相对于移动计算机设备的集成光源的位置。这种调节装置可以用于精确地定位光学元件，例如使光学元件适配不同移动计算机设备中的集成光源的不同位置。在这种情况下，调节装置是可以用于改变光学元件位置的装置。

在这种情况下，该至少一个光学元件可以被设置用于接收移动计算机设备的内部光源（例如集成在移动计算机设备的壳体中的闪光灯光源或集成在移动计算机设备的壳体中的红外光源）发出的并且沿入射方向入射在光学元件上的光，并且被设置用于输出基于所接收的光相对于入射方向偏移或以平行方式偏移的照明光。

通过选择光在进入光学元件的入射表面上的接收位置与光在离开光学元件的出射表面上的有效光出射位置之间的偏移，可以以这种方式设定照明相对于所使用的相机镜头的期望偏心距。

为此目的，至少一个光学元件可以包括棱镜。棱镜是几何体，其侧棱平行且长度相等，并且具有多边形作为基底区域。棱镜是通过平面多边形沿空间中的直线平行移位而产生的，该直线不在该平面中，因此是特殊的多面体。如果棱镜呈平面平行板的形式，则是特别有利的。

例如，棱镜可以由玻璃或塑料材料制成。塑料棱镜可以以有成本效益的方式生产，例如，通过注射成型方法。

这种棱镜可以用于将来自计算机设备的安装光源的光以有成本效益的方式偏转到离相机合适的距离，以便为用于执行偏心摄影验光的照明做准备。

代替棱镜，也可以使用相应设置并具有基本上相同功能的光学薄膜，即以下薄膜：来自光源的光在边界处被偏转、在薄膜内部或在薄膜与薄膜的环境之间通过折射或反射而具有折射率跳跃，以便设定偏移量并且因此设定期望偏心距。

在一个优选的示例性实施例中，该至少一个光学元件具有光入射表面、以及光出射表面，该光入射表面被设置用于接收由移动计算机设备的集成光源发出的光，该光出射表面被设置用于输出所接收的光。光学元件还被设计成使得无论光入射表面接收由移动计算机设备的集成光源发出的光的位置如何，所接收的光总是在小于1 mm或小于0.5 mm的公差范围内在光出射表面的相同位置处输出。

这使得可以确定照明相对于移动计算机设备的相机的有效位置和轴线，并且因此确定偏心距，而不管移动计算机设备的安装光源（例如闪光灯）的确切位置。

在这种情况下，所述类型的这种光学组件优选地包括多个第一折射或反射表面，例如棱镜表面，这些表面被分配给光入射表面并且是倾斜的，使得这些表面引导经由光入射表面沿相同方向接收的光，例如将其偏转大约90°。在这种情况下，棱镜表面是棱镜发生折射率跳跃（在棱镜与环境（例如空气或另一种材料）之间）的表面并且因此反射屈光，这使光偏转。这种第一表面的结构大小可以小于或者大于1 mm。在这种情况下，光学组件还包括第二折射或反射表面，以便将由第一折射或反射表面偏转的光引导至光出射表面，例如再次使其偏转大约90°。在棱镜表面的情况下，第一表面的安排可以被称为微棱镜阵列。

代替上述具有折射性或反射性第一和第二表面的结构，衍射结构和具有这种衍射结构的元件（简称为衍射元件）也可以用于使光偏转。衍射结构通常具有如此小的结构尺寸（例如在光的波长范围内），使得发生衍射效应。衍射结构的合适配置使得可以通过由结构的配置确定的角度的衍射来使光偏转。

衍射结构可以优选地以全息图的形式（例如以体全息光栅的形式）提供。为了产生这样的体全息光栅，例如如本身已知的，用至少两个干涉相干光波照射光敏材料，其中，一个光波来自与移动计算机设备的光源的位置相对应的方向，而另一个光波来自与期望的偏转方向相对应的方向，来自光源的光旨在被偏转到该偏转方向上。然后使光敏材料显影。

这种可以以有利的方式生产的光学组件使得可以容易地传递在该区域中例如从安装照明或移动计算机设备的不同可能位置接收的光。

外壳元件的至少一个光源可以包括例如一个或多个发光二极管（LED）、一个或多个有机发光二极管（OLED）或一个或多个量子点光源元件。

在组件中设置一个或多个光源使得可以容易地确定例如照明的期望光谱范围和/或照明的期望有效光出射位置并且因此确定偏心距。还可以容易地实现照明或来自不同方向的照明的形式。

光源可以例如由安排在组件中的可充电电池供电。光源还可以经由移动计算机设备的电源供电，例如通过与移动计算机设备的接口（例如USB接口）的对应有线联。

例如，外壳元件的至少一个光源可以是红外光源。这具有以下优点：待检查的眼睛的瞳孔不受照明的限制，并且眼睛的眼底反射率（即眼睛基底处的光的折射受到个体波动的较小影响。

特别地，外壳元件的至少一个光源可以包括以楔形方式安排的多个光源。使用以楔形方式安排的这种光源的照明使得可以基于眼睛的屈光来线性化屈光形式，因为已经示出基于待检查的人的视觉缺陷，在这种楔形照明的情况下，红色屈光的强度分布具有线性轮廓。这可以便于评估眼睛的记录图像以进行验光确定，因为在这种情况下可以简单地评估此线性轮廓的梯度。这种方法根据在开篇处参考Schaeffel, F., Farkas, L. &Howland, H.C.（1987年），红外摄影视网膜镜（Infrared photoretinoscope），应用光学（Appl. Opt），26，1505-1509提到的伯克利大学的URL更详细地解释。

外壳元件的至少一个光源可以包括多个光源，这些光源被安排在距移动计算机设备的相机不同的距离处。因此，可以通过相应地激活不同的光源来设定照明的期望偏心距，如在开篇处所解释的，这可以用于在眼睛与相机之间的特定距离的情况下设定期望的测量范围。

组件可以包括用于过滤照明光的滤光器和/或旨在用于移动计算机设备的相机的、用于过滤光的滤光器。

这使得可以通过相应地选择滤光器来确定验光测量所需的光谱、特别是至少主要在红色和/或红外范围内的光谱，如上面进一步说明的。

该外壳元件可以包括用于移动计算机设备的相机的开口，其中，该至少一个光源可以邻近该开口安排，其方式为使得针对特定距离（例如，在40 cm-60 cm的范围内）具有期望偏心距，例如在5 mm与20 mm之间，例如以实现例如在-2屈光度与2屈光度之间或在-5屈光度与5屈光度之间（在这种情况下，可能无法测量轻微视觉缺陷）的期望测量范围，如在开篇处所解释的，其中，测量范围可以适配于特别是待检查的人。这使得可以通过将开口与相机对准来精确地相对于相机定位光源。换言之，开口在移动计算机设备上安排的方式使得相机可以通过开口记录图像。

本发明的第一方面还提供了一种用于确定矫正镜片的方法，该方法包括：

通过来自移动计算机设备的集成光源的光照射人的眼睛，

使用移动计算机设备的相机记录人的眼睛的图像，并且

基于所记录的图像实施偏心摄影验光确定，

其特征为，

将光的偏心距适配为用于偏心摄影验光确定的偏心距。

例如通过上述光学元件适配偏心距使得可以为偏心屈光确定设定合适的偏心距，如以上已经描述的。

如在开篇处针对矫正镜片确定而总体上解释的，偏心摄影验光确定提供表征人的视觉的数据，例如球柱镜验光（球镜、柱镜、轴位位置，如DIN EN ISO 13666:2012中所定义的）。例如，基于这些数据，眼科医生于是可以例如进行诊断，例如该人是远视还是近视，并且可以开出相应的治疗处方，例如配戴眼镜。此诊断不是本申请的主题，并且于是所要求保护的方法仅提供可以用于诊断的数据。

无论集成光源的位置如何，偏心距总是可以被适配为在公差范围内的期望偏心距，如以上已经针对一些光学元件描述的。以此方式，尽管集成光源的位置不同（例如在不同类型的移动计算机设备中），该方法也可以设定相同的偏心距。

本发明的第二方面执行用于确定矫正镜片的方法，该方法包括以下步骤：确定（即测定和/或确立）移动计算机设备与使用者头部之间的距离，记录该使用者头部的眼睛的图像，并且基于所记录的图像和该距离执行矫正镜片的确定。

在这种情况下，可以通过不同的照明方向重复记录图像。其结果是测量多条子午线，即沿不同方向测量眼睛。这使得可以确定比如球镜、柱镜、以及轴位等参数。

由于这种计算机程序，比如智能手机等移动计算机设备可以用于偏心摄影验光。确定距离使得可以确定期望的距离并且因此根据在开篇处解释的测量范围、距离与偏心距之间的关系来确定针对给定偏心距的期望测量范围。

如已经提到的，可以在示例性实施例中使用偏心摄影验光来执行矫正镜片的确定。即使此处讨论了一只眼睛的矫正镜片的确定，此处也应该将“一（a(n)）”仅仅视为不定冠词，并且不言而喻，可以检查人的双眼。所谓的红色反射，即由眼睛底部反射的光，在这种情况下通过偏心照明产生，该偏心照明可以通过上述组件的变体之一产生。在所记录的图像中可以看到这种红色反射。如果人存在屈光不正（视觉缺陷，即远视眼、近视眼或散光），则这会导致瞳孔的不均匀照明。在正视（正常视力）眼的情况下，瞳孔看起来较黑。可以使用图像分析方法评估光分布，并且可以基于光分布确定人的视觉缺陷。出于此目的，使用如文献中所述并稍后简要解释的数学公式。应注意的是，在照明的偏心距不利的情况下，即使在屈光不正（视觉缺陷）的情况下，瞳孔也可能看起来较黑。然而，可以使用所描述的光学组件来设定期望偏心距。

根据本发明，在这种情况下，距离的确定包括以下步骤中的一个或多个步骤：

- 记录具有已知尺寸的物体的图像，并且基于所记录的图像来确定该距离，

- 基于移动计算机设备的相机的自动聚焦设置来确定该距离，

- 通过镜子基于该移动计算机设备的记录来确定该距离，

- 将自动聚焦设定为预定义的距离值，并且如果头部的距离对应于该预定义的距离值，则输出消息，

- 接收来自该使用者的输入，并且

- 估计该使用者的手臂长度并且基于所估计的手臂长度来确定该距离。

在这种情况下，预定义的距离值是基于在开篇处解释的测量范围、偏心距与距离之间的关系偏心摄影验光确定期望的或所需的距离值。

因此，存在多种确定距离的简单可能方式。这些是使用不管怎样存在的组件（比如相机的自动聚焦）或使用比如已知尺寸的物体或镜子等有成本效益的组件来实施的。

还提供了一种具有程序代码的计算机程序，该程序代码在处理器上执行时实施上述方法。

例如，可以通过从网络下载到移动计算机设备上来提供这样的计算机程序。用于移动计算机设备的这种计算机程序又被称为应用。在记录期间，在这种情况下可以使用上述组件中的一个或多个组件照射眼睛。该计算机程序还可以存储在计算机可读介质上。

还提供了一种移动计算机设备，该移动计算机设备具有处理器和存储这种计算机程序的数据存储介质（例如存储器）。

还提供了将本发明的第一方面与本发明的第二方面关联的套件。

这种套件使得可以通过例如将组件安装在移动计算机设备上并执行移动计算机设备上的计算机程序来提供使用比如智能手机或平板电脑等移动计算机设备进行验光测量的有成本效益的可能方式。

附图说明

下面基于各种示范性实施例，又更详细地解释本发明。在附图中：

图1示出了根据一个示例性实施例的系统的示意图，

图2示出了根据一个示例性实施例的系统的局部透视图，

图3示出了根据一个示例性实施例的系统的局部截面图，

图4示出了根据另一示例性实施例的系统的图示，

图5示出了根据一些示例性实施例的可以用在组件中的光源安排的图示，

图6示出了根据另外一示例性实施例的系统，

图7示出了用于阐明根据一个示例性实施例的方法的流程图，

图8A-8D示出了用于阐明在一些示例性实施例中的图像记录评估的曲线图，

图9示出了用于阐明根据一个示例性实施例的智能手机的取向的图示，并且

图10示出了根据另一示例性实施例的系统。

具体实施方式

下面讨论的示例性实施例涉及用于移动计算机设备的组件，特别是用于安装在移动计算机设备的壳体上的组件。在以下描述中，使用智能手机作为这种移动计算机设备的实例。下面解释的根据本发明的系统包括智能手机和根据本发明的组件，该组件用于照射待检查的人的眼睛。作为这种智能手机的替代品，也可以使用其他移动计算机设备，比如平板PC或膝上型计算机。

图1示出了根据一个示例性实施例的系统的示意性图示。图1的系统包括移动计算机设备11、以及安装在移动计算机设备11的壳体12上的组件10。移动计算机设备11具有安排在壳体12中的处理器15、以及相关联的存储器17。存储器17尤其可以存储程序，这些程序当它们在处理器15上运行时，使得使用偏心摄影验光实施用于确定待检查的人的眼睛的矫正镜片的方法。

移动计算机设备11还包括相机14，该相机安装在壳体12中并且可以用于记录待检查的人、尤其是他的一只眼睛或双眼的一个或多个图像。移动计算机设备11还包括显示器16，该显示器用于例如输出验光测量的结果。显示器16还可以是所谓的触摸屏的形式，并且可以能够实现使用者输入。

移动计算机设备11的展示部分不应被解释为限制性的，并且可以提供比如智能手机、平板PC或膝上型计算机等移动计算机设备的其他（常规）部分，例如接口、键盘、用于与网络（无线或有线）通信的通信装置、比如硬盘等大容量存储器等。

组件10通过紧固元件13安装在移动计算机设备11的壳体12上。

组件10被设置用于输出照明光，以便照射人的头部、尤其是眼睛，如箭头18指示的。如下面将基于各种具体示例性实施例更详细地解释的，组件10可以使用例如来自移动计算机设备11的安装光源的光并且可以适当地偏转和/或过滤所述光，以便产生照明光18。例如，这种安装光源可以是闪光灯光源。在其他变体中，组件10可以包括具有一个或多个光源的外壳元件，以便产生照明光18。

在这种情况下，在一些示例性实施例中，处理器15可以控制照明光18，其方式为使得以与使用相机14的图像记录匹配的方式实施照明。在其他示例性实施例中，组件10可以包括例如可以用于开启和关闭照明的开关等。最后通过处理器15评估所记录的图像，以确定矫正镜片确定。

现在参考图2-6解释组件10的各种可能的实施方式。为了避免重复，相同或相互对应的元件在图2-6中具有相同的附图标记，并且不再重复解释。在这种情况下，使用智能手机20作为图2-6中的移动计算机设备的实例。然而，所展示的组件10的变体也可以相应地与其他移动计算机设备（例如平板计算机）一起使用。

图2示出了根据第二示例性实施例的包括智能手机20和组件21的系统的局部透视图。智能手机20在后侧具有集成在壳体中的光源22、以及集成壳体中的相机23，该光源和相机例如彼此间隔10 mm安排。对于使用集成光源22和集成相机23实施偏心摄影验光，由于10mm的固有偏心距，此智能手机20不适用于所有距离和测量范围。例如，如果在离待检查的眼睛60 cm的距离处握住智能手机，则会产生约-5屈光度至+5屈光度的测量范围，但在约-1屈光度至1屈光度范围内的轻微视觉缺陷不能被测量。另一方面，由于手臂长度有限，至少当待检查的人自己握住智能手机20时，难以实现更大的距离。因此，根据本发明的组件21被安装在图2的系统中的智能手机20的后侧（即背向智能手机的显示器的一侧）。在这种情况下，组件21被定位和被配置的方式使得将照明的偏心距改变到期望值。

在图2所示的示例性实施例中，为此目的，组件具有棱镜21，更确切地说是具有反射表面27、28的平面平行板，这些反射表面在端面上彼此平行地安排为光学元件，在展示的示例性实施例中，该光学元件通过粘性带29安装在智能手机20的壳体上。如图2展示的，棱镜21使智能手机20的内部光源22发出的光偏转：首先在反射表面27处反射光源22发出的光，如展示的，然后在反射表面28处反射该光，以便在距智能手机20的相机23的期望距离处发射照明光24。

因此，可以提供用于摄影验光测量的照明的期望偏心距26，该偏心距对应于照明光24的有效光出射位置210与相机23（此处描绘的是相对于与相机的光轴25对应的中心轴线）之间的距离，该有效光出射位置通过棱镜21相对于光源22偏移。如开篇解释的，此处从光出射位置210到相机23的光轴25测量偏心距26。在确定偏心距时，忽略光出射位置210与相机23之间的竖直偏移量，即沿平行于光轴25的方向（此处是垂直于智能手机20的表面的方向）的偏移量。在这方面，优选的是棱镜21如此薄（在与光轴25平行的方向上）使得此竖直偏移量比偏心距26小得多。例如，偏心距26可以是5 mm，这使得对于60 cm的距离，测量范围为约-2.5屈光度至+2.5屈光度。

在展示的示例性实施例中，光源22是也用作用于在智能手机20的其他操作过程中通过相机23进行记录的照明的光源。例如，该光源可以是用于使用智能手机20拍照的闪光灯光源或用于视频记录的连续光源（例如基于发光二极管）。

光源22还可以是红外光源，该红外光源例如用于智能手机20的传感器。这种红外光源22还可以被安排得距相机23更远。在这种情况下，然后相应地确定组件30的尺寸，以便实现相对于期望偏心距（例如5 mm）的偏转，如上所述。值5 mm应仅理解为此处的实例，并且也可以通过根据期望的工作距离和期望的测量范围来相应地确定棱镜21的尺寸而实现例如5 mm与20 mm之间的其他值。

在这种情况下，棱镜21可以由玻璃或塑料材料制成，这使得能够实现有成本效益的生产。例如，这种塑料棱镜可以使用注射成型方法来生产。因此，图2中的示例性实施例使得可以针对待检查的人与智能手机20之间的给定距离以有成本效益的方式提供偏心摄影验光的相应期望测量范围。

因此，棱镜21被设置用于针对智能手机20的特定型号提供期望偏心距，该智能手机在光源22与相机23之间具有特定距离。在这种情况下，可以针对不同类型的智能手机20提供不同的棱镜。

图3示出了根据另一示例性实施例的系统的局部截面图。该系统包括智能手机20、以及根据本发明的组件30，该组件与图2中的组件一样安装在智能手机20的后侧。

图3所示的根据本发明的组件30被设置的方式使得对于智能手机20的安装光源的不同位置，可以产生光出射位置210相对于相机23的光轴25的期望偏心距26（关于在光出射位置210与光轴25之间（参考图2）测量的偏心距26的解释也适用于图3中的示例性实施例）。组件30包括载体材料34，该载体材料具有用于智能手机20的相机23的凹口35。第一反射表面的安排31和第二反射表面结合在载体34中。在展示的实例中，安排31是微棱镜阵列，并且第一反射表面是棱镜表面。

来自光源22的光穿过入射表面37至安排31，并且被一个或多个第一反射表面朝第二反射表面33的方向偏转了约90°。如图3展示的，在第二反射表面33处再次实现约90°的偏转，其结果是光线作为照明光24以偏心距26穿过出射表面38被输出。然而，具有其他角度的其他几何形状也是可以的。

在这种情况下，偏心距26基本上例如具有小于1 mm或小于0.5 mm的公差，而与光源22的确切位置无关。用于阐明，图3展示了相对于光源22偏移的其他可能光源22'和22''。在这些光源22'以及22''的情况下，来自光源22'或22''的光经由安排31朝向第二反射表面33偏转并再次被该第二反射表面偏转，其结果是无论光源的确切位置如何，始终产生照明光24相对于相机23的光轴25的基本上相同的偏心距26。

在展示的实例中，载体34是薄膜的形式，其一侧具有粘性表面，从而能够容易地将光学组件30紧固到智能手机20上。附图标记32用于表示不透明罩盖，该罩盖防止光（例如杂散光）在除了旨在用于照明光24的位置之外的位置处从组件30射出。

在图3展示的示例性实施例中，组件30具有滤光器30，即彩色带通滤光器，以便将光源22的发射光谱限制为期望光谱、例如主要在红色和/或红外范围内的光谱，如开篇解释的。在展示的实例中，滤光器30被安排在光出射表面38上。然而，这种滤光器也可以安排在光束路径上的其他位置处，例如安排在安排31与第二表面33之间，或者安排在光入射表面37上。

图10示出了根据另一示例性实施例的系统，该实施例展示了将棱镜21紧固到智能手机20上的另一可能性。在这种情况下，图10中的系统具有板100，该板通过支架101以可逆的方式可释放地紧固到智能手机20上。另外一个板102被安排在板100上并且可以通过调定螺钉103、104相对于板100移动和定位。棱镜21紧固在该另外一个板102上。

板100、102具有用于智能手机20的相机23的凹口105。板100、102还具有用于集成光源22的凹口。

棱镜21可以通过调定螺钉103、104来移动板102从而相对于集成光源22定位，其结果是来自光源22的光照射到棱镜的表面27（参见图2）。

在以上参考图2和图3讨论的示例性实施例中，来自智能手机20的光源22的光被偏转，以便提供具有期望偏心距26的照明光24。在下面描述并在图4至图6中示出的示例性实施例中，相应的组件本身具有一个或多个单独的光源。

图4中的示例性实施例示出了根据另外一示例性实施例的系统的透视图，该系统具有智能手机20、以及呈外壳元件40形式的组件。

外壳元件40包括多个光源41。该多个光源41围绕外壳元件40上的开口42安排成多个楔形安排，该外壳元件用作紧固元件。光源41例如是发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）或量子点光源元件。外壳元件40适配于所示类型的智能手机20，其方式为使得智能手机20可以插入外壳元件40中，并且在该过程中智能手机20的相机23与开口42对准。在这种情况下，当智能手机20已经插入外壳元件40中时，光源41被安排在外壳元件40的外侧上，即在背向智能手机20的一侧上。以此方式，智能手机的光源22被遮蔽并且在展示的实例中被光源41替换。光源41可以提供具有相对于相机23的期望偏心距的照明。偏心距也可以通过使用图4的多个光源来设定。楔形的安排还使得可以使瞳孔中的红色反射线性化，如上面已经进一步描述的。应注意的是，外壳元件（如外壳元件40）还可以用于将图2和图3中的光学组件紧固到比如智能手机等移动计算机设备上。

光源41可以发出可见光范围内的光，但也可以是红外光源，这些红外光源发出可见光范围以下的红外范围内的光。红外光源具有的优点是，待检查的人受到的干扰程度较小，并且由于来自光源41的光的照射，待检查的眼睛的瞳孔也不会收缩或收缩较少。在这种情况下，红外滤光器（图4中未明确示出）设置在开口42中并且仅允许红外光通过。

光源元件41由安排在外壳元件40中的可充电电池供电。光源元件41经由智能手机20以有线或无线的方式（例如，经由蓝牙或NFC（近场通信））控制。在其他实施方式中，也可以通过设置在外壳元件40中的开关、或另一操作元件来控制。

除了图4展示的之外的光源元件或外壳元件的安排也是可以。图5示出了包括智能手机、以及具有光学元件的组件的系统，图5仅展示了该智能手机的相机23，在该光学元件中设置有多个光源元件50A、50B、50C……。光源元件50A、50B、50C……可以被安排在例如外壳元件（比如图4的外壳元件40）中。在图5的示例性实施例中，多个光源元件50A、50B、50C……各自以特定角度成排安排。期望偏心距可以通过选择性地开启光源元件50A、50B、50C……来实现。在四个光源元件的情况下，这些光源元件可以被安排在例如5 mm、10 mm、15 mm、以及20 mm的距离处。在这种情况下，如上面已经解释的，针对智能手机与待检查的人之间的给定距离，每个偏心距被分配给限定的测量范围，在该限定的测量范围中，可以进行偏心摄影验光测量。利用上述的数值实例，在智能手机与眼睛之间有60 cm的距离时，通过逐步使用四个光源元件，可以覆盖约-9屈光度与+9屈光度之间的总测量范围。光源元件50A、50B、50C……可以发出可见光和/或红外范围内的光，如已经参考图4解释的。

图6示出了具有智能手机20、以及组件60的系统。组件60包括外壳元件63、以及光源元件61，这些光源元件邻近外壳元件63上的开口62安装。在图6的示例性实施例中，外壳元件63呈盖的形式并且在大小和形状方面适配于智能手机20，使得外壳元件可以“放置”在智能手机20上。在这种情况下，以与图4中的示例性实施例类似的方式，开口62与智能手机的相机63对准，并且智能手机20的内部光源22被覆盖。与图4相对比，在图6的示例性实施例中仅存在单楔形的光源元件61。然而，也可以以与图4类似的方式或以图5的安排提供多个这样的楔形。这尤其表明了外壳元件的各种配置是可能的并且可以与不同的光源安排组合。如已经参考图4解释的，光源元件61还可以在可见光或红外范围内操作，在这种情况下，在后一种情况下在开口62中可以设置有对应的红外滤光器，如已经针对图4中的示例性实施例解释的。应注意的是，代替具有光源元件，图4和图6中的外壳元件40和63还可以与图2中的棱镜21或图3中的组件30组合，以便将它们安装在智能手机20上并将其定位。以此方式，例如，棱镜21可以通过外壳元件相对于智能手机20的内部光源22定位，以便适配偏心距，如图2所示。为此目的，于是外壳元件可以在内部光源22的位置处具有开口，棱镜21被安排在该开口上方。

现在在下面解释如何借助于包括移动计算机设备、以及上述组件的系统之一来实施矫正透镜的确定。在这方面，图7示出了根据一个示例性实施例的对应方法的流程图。在这种情况下，该方法可以例如通过计算机程序（在智能手机或平板电脑的情况下通常被称为应用）以移动计算机设备控制的方式来实施，该计算机程序存储在移动计算机设备的存储器（例如图1中的存储器17）中，在处理器（比如处理器15）上执行，并且因此控制方法顺序。

如以上解释的，偏心摄影验光测量的测量范围取决于照明的偏心距、瞳孔直径以及待检查的人的头部与相机之间的距离。因此，在图7的方法的步骤70中，首先确定（测量和/或确立）移动计算机设备（例如上述示例性实施例中的智能手机20）与人的头部之间的距离，和/或指导人将移动计算机设备定位（例如握持）在距头部特定距离处。例如，可以以下面的方式实施移动计算机设备与人的头部之间的这种距离测量或距离的确立。

在步骤70中，可以将已知大小的物体移动到人脸的附近，并且可以使用相机记录对应的图像。此图像可以与用于确定矫正镜片的图像相同。在这种情况下，该距离不是在先前步骤中确定的，而是与图像的记录一起确定的。然后可以根据图像中物体的大小确定该距离。然而，还可以在记录图像之前进行这种距离确定，在此基础上实施矫正镜片的确定。例如，可以使用具有标准化或已知大小的信用卡或其他物体作为已知大小的物体。例如，还可以具体地提供具有限定尺寸的物体以用于测量。然后，还可以使用这种已知大小的物体作为进一步目的的基准，例如用于确定所记录的图像中的尺寸，例如瞳孔大小。

移动计算机设备的相机的聚焦装置（自动聚焦）也可以用于在步骤70中确定距离。在比如智能手机20等智能手机或类似计算机设备中，相机通常可以进行这种自动聚焦。通过这种自动聚焦在聚焦过程中伴随地确定该距离，然后此距离确定还可以用于根据本发明的方法。以此方式，已经存在的硬件用于确定此距离。

在另一个变体中，可以将上述移动计算机设备的相机的自动聚焦设定为步骤70中的验光测量所需的固定距离。如果使用者的面部部分、特别是眼睛被清楚地成像并且因此使用者位于期望的距离处，于是移动计算机设备可以提供正反馈。以此方式，可以以相对简单的方式确定该距离。

明确存在的距离传感器（又被称为深度传感器）或立体相机系统（不管怎样如果存在于移动计算机设备中）也可以用于在步骤70中确定距离。例如，这种距离传感器可以包括红外传感器、飞行时间传感器等。

在另一个变体中，镜子可以用于记录使用者的面部，即使用者不是直接记录，而是通过镜子记录。在这种情况下，可以在步骤70中指导使用者将移动计算机设备直接握持在他的面部旁边以进行图像记录，其结果是移动计算机设备与镜子中的面部一起被拍摄。在这种情况下，由于移动计算机设备的尺寸是已知的，于是移动计算机设备（例如智能手机）本身可以用作大小尺度（类似于上述记录特定物体的情况）。

在又一示例性实施例中，在步骤70中可以请求待检查的使用者或执行检查的人手动输入距移动计算机设备的距离。在这种情况下，因此人（或实施检查的另一个人或助手）可以手动测量该距离，然后输入该距离。

如果使用者以所谓的自拍方式拍摄自己以进行检查，则在步骤70中还可以估计或输入使用者的手臂长度（或者比如“自拍杆”等辅助物的长度），并且可以在此基础上估计该距离。

在步骤70中可以此外确定移动计算机设备的取向，例如相对于面部的角度。计算机设备的内部位置传感器（例如通常存在于智能手机中）可以用于此目的。

在步骤71中，然后使用安装在移动计算机设备的壳体上的组件激活照明，如参考图1-图6描述的。为此目的，在图2或图3的系统中激活智能手机20的光源22。在图4、图5或图6的系统中激活组件的、特别是外壳元件的光源元件41、50A-50C和61。这也可以在步骤70之前进行。因此很明显，展示的顺序不应被解释为限制性的。

在步骤73中，然后实施待实施矫正镜片确定的人的、尤其是他眼睛的图像的至少一次记录。在步骤74中，最后通过基于步骤73中记录的图像的偏心摄影验光来确定眼睛屈光。

在一个示例性实施例中，为此目的，首先在所记录的图像中检测待检查的眼睛的瞳孔，并且定义瞳孔中不再有任何亮度饱和的瞳孔直径。然后分析亮度轮廓，在这种情况下，可以对彩色图像（RGB图像 - 红色、绿色、蓝色）进行这样的分析，或者根据颜色通道单独进行这样的分析，或者在整个瞳孔直径内针对一个彩色通道进行这样的分析。在最简单的情况下，眼睛的视觉缺陷可以根据此亮度轮廓的梯度确定，例如基于利用具有已知视觉缺陷的眼睛的先前校准或者利用模拟这种视觉缺陷的光学单元的先前校准。

作为示例，图8A-8D示出了这种亮度轮廓的实例。这些实施例仅用于阐明，并且例如根据被检查的眼睛的视觉缺陷而不同。图8A中的曲线80示出了在瞳孔直径内记录的眼睛的彩色图像中（在图像的像素中）的亮度分布（灰度值）。图8B中的曲线81示出了来自图8A的曲线80的红色分量的亮度分布，图8C中的曲线82示出了绿色分量的亮度分布，图8D中的曲线83示出了蓝色分量的亮度分布。在这种情况下，如图8A-8D所展示的，可以沿着瞳孔的整个直径上的线测量亮度，但也可以例如在眼睛的一个区段（例如矩形）内实施。如已经解释的，于是可以使用已知的转换因子或已知的关系从瞳孔中的亮度的上升（即例如曲线80到83的上升）中直接推导出被检查的眼睛在相应子午线（即由光源与相机之间的某条线限定的子午线）上的屈光。只有散射最小的彩色通道也可以用于评估，例如，该彩色通道可以是蓝色通道。

还可以重复实施步骤71和73，以便记录具有不同照明方向的多个图像，以便测量不同的子午线。为此目的，在步骤71中，在图4的系统中相继激活不同的楔形光源41，以便因此从不同的方向相继照射待检查的眼睛，或者相继激活图5的系统中的从相机23开始沿不同方向安排的光源。在步骤73中，然后针对每个方向记录眼睛的图像，因此测量由激活的光源的位置和相机的位置限定的子午线。在步骤74中，然后基于以这种方式记录的图像确定眼睛屈光。

对于比如图1、图2和图6中的系统等系统，其中仅在智能手机20的相机23的一侧上安排有一个或多个光源，在记录期间，智能手机20可以相对于面部以不同的角度定位，以测量多条子午线，如图9展示的。图9示出了智能手机20相对于面部90处于不同角度位置（例如0°、60°、120°、180°、240°、300°）。在这种情况下，相对的角度位置（例如0°和180°）测量相同的子午线，并且因此不提供任何附加信息。在这种情况下，三个彼此间隔60°的角度（例如0°、60°、180°）可以很好地覆盖半圆（180°），其中另一个半圆基本上提供相同的信息，如以上解释的。在这种情况下，在记录期间，智能手机20的相机于是面向面部，并且对于所有记录，相机的光轴可以基本上处于相同的位置。即使未在图9中明确展示，但在记录期间，智能手机20设置有对应的光学组件（例如，如图1-6所示）。在一个优选的示例性实施例中，展示的0°、60°、以及120°的位置用于确定待测量的眼睛的球镜、柱镜、以及轴位。180°、240°、以及300°的其他位置可以此外用于提高测量精度（例如通过求平均值）。在这种情况下，如图7的步骤70中解释的，移动计算机设备的角度可以通过移动计算机设备的内部位置传感器（例如通常存在于智能手机或平板计算机中）来确定。

这种多条子午线的测量使得可以确定低阶像差，低阶像差通常在眼睛检查中被称为球镜、柱镜、以及轴位。如解释的，为此目的进行多次记录，在这种情况下，从不同方向实现照明。

在这种情况下，通常以两个假设为基础：（1）视觉缺陷最大和最小的轴位彼此垂直；以及（2）根据与正弦平方函数相对应的高斯定理，视觉缺陷在子午线上变化。为了能够使此函数适配于测量值，需要在至少三个子午线上进行测量。这通常可以例如通过构造“三臂”视网膜检影镜（即用于确定矫正镜片的装置）来实现，其中各个偏心摄影验光仪的边缘以0°、60°、以及120°的角度安排（或任何其他安排）。在根据本发明的示例性实施例中，通过从不同方向照射来实施不同子午线的测量，如以上解释的。

然后三条子午线上的这种测量可以用于如下计算球镜、柱镜、以及轴位，其中，在下面的公式中，R1表示针对从0°照射的测量所确定的屈光，R2表示针对在60°下的照射的测量的屈光，并且R3表示针对在120°下的照射的测量的屈光，其中0°对应于从下方照射眼睛。可以针对其他方向设置对应的方程：

其中

关于这种计算的更详细信息可以在以下技术文献中找到，例如Schaeffel F,Farkas L, Howland H.，应用光学（Applied Optics），1987年，“Infraredphotoretinoscope [红外摄影视网膜检影镜]）”或者Gekeler F, Schaeffel F, HowlandHC, Wattam-Bell J.“Measurement of astigmatism by automated infraredphotoretinoscopy [通过自动红外摄影视网膜检影法测量散光]”。通过自动红外摄影视网膜检影法测量散光，验光与视觉科学（Optom Vis Sci.），1997年7月；74(7):472-82。

因此，可以使用展示的包括移动计算机设备、以及光学组件的系统以有成本效益的方式确定诸如球镜、柱镜、以及轴位等参数或者与通过紧凑设备的屈光有关的其他信息。因此，智能手机、平板PC等可以配备有所讨论的光学组件、以及相应的应用，以便能够以有效的方式测量人的眼睛。

示例1包括一种系统，包括：

- 移动计算机设备，其中，该移动计算机设备包括壳体、以及安装在该壳体中的相机，

其特征为以下组中的至少一个组件：

- 具有光学元件以及紧固元件的组件，该光学元件用于适配该移动计算机设备的集成光源的偏心距，该紧固元件用于将该组件以可逆的方式可释放地紧固到该壳体上，

- 外壳元件，该外壳元件的尺寸被确定成用于完全或部分地包围该移动计算机设备，并且该外壳元件具有至少一个光源，其中，该至少一个光源被安排在该外壳元件的外侧上。

示例2包括示例1的主题，其中，该光学元件被设置用于接收由该移动计算机设备的集成光源发出的并且沿入射方向入射在该光学元件上的光，并且被设置用于沿相对于该入射方向偏移或以平行方式偏移的出射方向输出所述光。

示例3包括示例2的主题，其中，该至少一个光学元件包括棱镜。

示例4包括示例2或3的主题，其中，该光学元件具有光入射表面、以及光出射表面，该光入射表面用于接收来自该移动计算机设备的集成光源的光，该光出射表面用于输出所接收的光，其中，该光学元件被设置成无论该光入射表面的接收光的位置如何，始终在公差范围内在该光出射表面的相同位置处输出所接收的光。

示例5包括示例4的主题，其中，该光学元件包括被分配给该光入射表面的第一反射或折射表面的安排和/或分配给该光入射表面的第一衍射元件，以便使通过该光入射表面接收的光沿第一方向偏转；并且包括第二反射或折射表面和/或第二衍射元件，以便将沿该第一方向偏转的光引导至该光出射表面。

示例6包括示例1-5中任何一个的主题，其中，该紧固元件被设置用于将该光学元件定位在该移动计算机设备上。

示例7包括示例1-6中任何一个的主题，其中，该紧固元件包括外壳元件，该外壳元件的尺寸被确定成用于完全或部分地包围该移动计算机设备。

示例8包括示例1-7中任何一个的主题，其中，该至少一个光源包括以楔形方式安排的多个光源。

示例9包括示例1-8中任何一个的主题，其中，该外壳元件包括用于该移动计算机设备的相机的开口，其中，该至少一个光源邻近该开口安排。

示例10包括示例9的主题，其中，该至少一个光源包括安排在距该开口不同距离处的多个光源。

示例11包括一种组件，包括：

光学元件，该光学元件用于适配来自移动计算机设备的集成光源的光的出射偏心距，以及

至少一个紧固元件，该至少一个紧固元件用于将该组件紧固并定位在该移动计算机设备的壳体上。

示例12包括示例11的主题，其中，该紧固元件被设置用于将该光学元件相对于该集成光源定位。

示例13包括示例11或12的主题，其中，该紧固元件包括调节装置，该调节装置用于调节该光学元件相对于该集成光源的位置。

示例14包括示例11至13中任何一个的主题，其中，该光学元件被设置用于接收由该移动计算机设备的集成光源发出的并且沿入射方向入射在该光学元件上的光，并且被设置用于沿相对于该入射方向偏移或以平行方式偏移的出射方向输出所述光。

示例15包括示例14的主题，其中，该至少一个光学元件包括棱镜。

示例16包括示例14或15的主题，其中，该光学元件具有光入射表面、以及光出射表面，该光入射表面用于接收来自该移动计算机设备的集成光源的光，该光出射表面用于输出所接收的光，其中，该光学元件被设置成无论该光入射表面的接收光的位置如何，始终在公差范围内在该光出射表面的相同位置处输出所接收的光。

示例17包括示例16的主题，其中，该光学元件包括被分配给该光入射表面的第一反射或折射表面的安排和/或分配给该光入射表面的第一衍射元件，以便使通过该光入射表面接收的光沿第一方向偏转；并且包括第二反射或折射表面和/或第二衍射元件，以便将沿该第一方向偏转的光引导至该光出射表面。

示例18包括示例11-17中任何一个的主题，其中，该至少一个紧固元件包括用于该移动计算机设备的外壳元件。

示例19包括一种组件，包括：

用于眼睛的偏心照明的至少一个光源，

其特征在于，

该组件包括外壳元件，该外壳元件的尺寸被确定成用于完全或部分地包围该移动计算机设备，并且

该至少一个光源被安排在该外壳元件的外侧上。

示例20包括示例19的主题，其中，该至少一个光源包括以楔形方式安排的多个光源。

示例21包括示例19或20的主题，其中，该外壳元件包括用于该移动计算机设备的相机的开口，其中，该至少一个光源邻近该开口安排。

示例22包括示例21的主题，其中，该至少一个光源包括安排在距该开口不同距离处的多个光源。

示例23包括示例11-22中任何一个的主题，包括：滤光器，该滤光器用于过滤来自该至少一个光源的光或者来自该移动计算机设备的光源的光；和/或旨在用于该移动计算机设备的相机的、用于过滤光的滤光器。

示例24包括一种用于确定矫正镜片的方法，该方法包括：

通过来自移动计算机设备的集成光源的光照射人的眼睛，

使用该移动计算机设备的相机记录该人的眼睛的图像，并且

基于所记录的图像实施偏心摄影验光确定，

其特征为，

将光的偏心距适配为用于偏心摄影验光确定的偏心距。

示例25包括示例24的方法，其中，无论该集成光源的位置如何，该偏心距始终被适配为在公差范围内的期望偏心距。

示例26包括示例11-23中任何一个的组件用于确定矫正镜片的用途。

示例27包括一种用于确定矫正镜片的方法，该方法包括：

确定移动计算机设备与使用者头部之间的距离，

记录该使用者头部的眼睛的图像，并且

基于所记录的图像和该距离实施偏心摄影验光确定，

其特征在于，该距离的确定包括以下步骤中的一个或多个步骤：

- 记录具有已知尺寸的物体的图像，并且基于该物体在所记录的图像中呈现的尺寸来确定该距离，

- 基于该移动计算机设备的相机的自动聚焦设置来确定该距离，

- 通过镜子基于该移动计算机设备的记录来确定该距离，

- 将自动聚焦设定为预定义的距离值，并且如果头部的距离对应于该预定义的距离值，则输出消息，

- 接收来自该使用者的输入，并且

- 估计该使用者的手臂长度并且基于所估计的手臂长度来确定该距离。

示例28包括一种用于移动计算机设备的计算机程序，其中，该计算机程序当在该移动计算机设备的处理器上执行时，使得实施如示例27所述的方法。

示例29包括一种移动计算机设备，该移动计算机设备具有处理器、以及如示例27所述的计算机程序，该计算机程序存储在数据存储介质上并且旨在在该处理器上执行。

示例30包括一种套件，包括：

如示例1-10中任何一个所述的系统、以及如示例11-23中任何一个所述的组件，

其中，该套件还包括如示例28所述的计算机程序。

Claims (5)

1.一种用于确定矫正镜片的方法，该方法包括：

确定移动计算机设备与使用者头部之间的距离，

记录该使用者头部的眼睛的图像，并且

基于所记录的图像和该距离实施偏心摄影验光确定，

其特征在于，该距离的确定包括：

-估计该使用者的手臂长度并且基于所估计的手臂长度来确定该距离。

2.如权利要求1所述的方法，其中，输入该手臂长度。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，基于所估计的或所输入的自拍杆的长度或者基于所估计的或所输入的手臂长度和所估计的或所输入的自拍杆的长度来确定该距离。

4.一种计算机可读介质，具有存储在其上的计算机程序，其中，该计算机程序当在移动计算机设备（11）的处理器（15）上执行时，使得实施如权利要求1-3之一所述的方法。

5.一种移动计算机设备（11；20），该移动计算机设备具有处理器（15）、以及如权利要求4所述的计算机可读介质。

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