CN111183389B - 用于通过人工识别来确定光学设备的配适参数的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定被配置为配备给使用者(10)的光学设备的至少一个配适参数的方法，所述方法包括：提供成像装置(16)；当所述使用者(10)相继地采取至少两个不同的位置时，拍摄配备有所述光学设备的所述使用者的多个图像；在所述至少两个不同位置中，识别当所述使用者(10)处于有利位置时的至少一个时间段，以确定所述至少一个配适参数，其中，所述至少一个时间段由操作者(11)手动识别；记录所述至少一个识别的时间段和在所述至少一个识别的时间段期间拍摄的至少一个图像；基于所述至少一个记录的图像确定所述配适参数。

Description

用于通过人工识别来确定光学设备的配适参数的方法和系统

本发明涉及一种用于确定被配置为配备给使用者的光学设备的至少一个配适参数的方法和系统。

测量光学设备的配适参数例如包括将配备有所述光学设备的使用者的瞳孔定位在有利位置。然后在不同条件下，尤其在站着和坐着的条件下，检查该有利位置。通常认为，有利位置对应于使用者的自然位置，在该自然位置上，可以成功地测量配适参数。实际上，当使用者处于这个有利位置时测量配适参数确保镜片配适成功，尤其是对于渐变焦度镜片。然而，识别这个有利位置是困难的，因为它对应于特定于各使用者的使用者自然位置。

在传统方法中，配镜师将使用者放置在尽可能靠近有利位置的位置，并且直接在使用者配戴的光学设备上测量配适参数。这种方法的很大的缺点是，使用者很难在测量过程中保持其位置，使得测量的准确度降低。另外，由于需要正确对准以进行测量，因此此方法对于配镜师来说是执行起来是精巧的。例如，配镜师与配戴者之间的高度差异很大可能是个问题。而且，由配镜师向使用者下指令所引起的约束可能会降低使用者采取自然位置的可能性。

为了容易测量配适参数，开发了自动测量方法。在文件FR 2 860887A1中描述了这种自动测量方法的示例，其中，使用者被放置在包括相机的测量装置的前方。配镜师要求使用者在相机拍摄并记录使用者图像的同时进行预定的移动。特别地，要求使用者在水平旋转其头部的同时固定视线。测量装置分析这些图像，并且自动确定使用者处于有利位置时的图像，以测量这个图像上的配适参数。在实施例中，图像的确定由配镜师执行。

FR 2 860 887 A1提供的解决方案并不完全令人满意，因为要求使用者遵循预定的移动，所述移动不能将他放置在自然位置。实际上，当使用者伴随着要做的特定移动而聚焦视线时，使用者的位置就不能真正地是自然的并且有利于测量配适参数。因此，即使配镜师由于他的专业知识而在记录图像中识别出使用者采取最佳位置时的图像，其也不一定是有利位置。因此，配镜师不能确保具有合适的图像，因为所有图像都是在预定义的过程中自动拍摄的。另外，由于图像是自动拍摄的，即使配镜师意识到所拍摄的图像中没有一个对于确定配适参数而言是正确的，因此也必须重复图像采集步骤。因此，此测量方法不能确保配镜师得到可用的图像来成功地测量配适参数。

因此，需要提供一种用于确定被配置为配备给使用者的光学设备的至少一个配适参数的方法，所述方法允许提高测量准确度并且有助于配镜师的配适过程。

为了解决这个问题，本发明提供一种用于确定被配置为配备给使用者的光学设备的至少一个配适参数的方法，所述方法包括：

-提供成像装置；

-当所述使用者相继地采取至少两个不同的位置时，拍摄配备有所述光学设备的所述使用者的多个图像；

-在所述至少两个不同位置中，识别当所述使用者处于有利位置时的至少一个时间段，以确定所述至少一个配适参数，其中，所述至少一个时间段由操作者手动识别；

-记录所述至少一个识别的时间段和在所述至少一个识别的时间段期间拍摄的至少一个图像；

-基于所述至少一个记录的图像确定所述配适参数。

提供一种配适参数确定方法，其中，操作者首先手动识别使用者处于有利位置时的时间段，允许操作者完全参与测量过程。因此，可以从方法开始就利用操作者的专业知识和经验来确定配适参数。

另外，手动识别还允许仅记录已经被认为潜在有用的特定图像。因此，本方法允许使操作者和使用者的测量过程简单，并减少关于在比如文件FR 2 860 887 A1中的识别步骤对仅自动记录的图像执行的图像处理。实际上，仅记录已经被识别为有利的图像可以优化测量过程。另外，如果需要，图像的严格选择允许用于获得所需数据的自动过程。

另外，所述方法允许使用者在记录相关凸片之前，在识别步骤期间向操作者提供信息来参与识别步骤。当使用者指示他处于有利位置时，这是特别有用的。因此，操作者可以将使用者的感觉与他的专业知识一起考虑，以识别使用者处于有利位置时的时间段。而且，与现有技术方法相比，由于可以减少或甚至完全删除操作者的指令，因此使用者可以更容易地采取自然位置。

根据实施例，在所述识别步骤期间，识别多个时间段以记录在所述多个识别时间段期间拍摄的多个图像，所述方法进一步包括在所述多个记录的图像中选择至少一个图像的步骤，所述配适参数是基于所述至少一个选择的图像确定的。

根据实施例，操作者是配备有所述光学设备的使用者。

根据实施例，所述确定步骤包括在所述至少一个记录的图像上测量至少一个配适距离。

根据实施例，所述至少一个配适参数是基于所述至少一个配适距离和通过统计分析获得的参考配适测量结果来确定的。

根据实施例，在所述使用者处于用于视远拍摄的有利位置时或者在所述使用者处于用于视近拍摄的有利位置时，执行所述识别步骤。

根据实施例，所述成像装置包括至少一个视远相机，所述视远相机设置在对所述使用者拍照的房间中，所述拍摄多个图像的步骤包括拍摄所述使用者面部和所述光学设备的多个图像。

根据实施例，所述使用者在所述识别步骤期间自由进行任何活动，以进行视远拍摄。

根据实施例，所述使用者在所述识别步骤期间是站着的，以进行视远拍摄。

根据实施例，成像装置进一步包括至少一个视近相机，所述视近相机被配置为拍摄多个图像以执行视近拍摄。

根据实施例，用于视近拍摄的所述有利位置是所述使用者处于坐着的位置、朝向所述至少一个视近相机进行处理和观看。

根据实施例，所述成像装置还包括设置在所述光学设备或所述使用者头部上的另一个相机，所述方法进一步包括确定所述使用者的眼睛注视方向。

根据实施例，所述至少一个配适参数包括瞳孔距离、半瞳孔距离、配适高度、前倾角、视远点和视近点中的至少一个。

根据实施例，所述光学设备是眼镜，所述至少一个配适参数允许为所述使用者确定所述眼镜的镜片配适。

本发明还提供了一种用于确定被配置为配备给使用者的光学设备的至少一个配适参数的系统，所述系统包括：

-成像装置，所述成像装置被设计为当所述使用者相继地采取至少两个不同的位置时，拍摄配备有所述光学设备的所述使用者的多个图像；

-用于在所述至少两个不同位置中识别当所述使用者处于有利位置时的至少一个时间段以确定所述至少一个配适参数的装置；

-记录器，所述记录器被设计为记录所述至少一个识别的时间段和在所述至少一个识别的时间段期间拍摄的至少一个图像；

-确定装置，所述确定装置被设计为基于所述至少一个记录图像来确定所述配适参数。

以下通过图的方式更详细地描述本发明，这些图仅示出了本发明的一个优选实施例。

图1示意性地示出了设置有用于确定使用者所配戴的光学设备的配适参数的系统的房间。

图2示出了用于确定使用者配戴的光学设备的配适参数的方法的简图。

如图1所示，戴着光学设备的使用者10定位在房间的测量区域12中。本发明涉及一种用于确定使用者10配戴的光学设备的至少一个配适参数的方法100和系统14。

所述至少一个配适参数可以包括瞳孔距离、半瞳孔距离、配适高度、前倾角、视远点和视近点中的至少一个。光学设备优选地是眼镜，使得至少一个配适参数允许操作者11(通常是配镜师)为使用者10确定所述眼镜的镜片配适。

图2示出了这种确定方法100的简图。

确定方法100首先包括提供成像装置16的步骤110。成像装置16被设计为拍摄配备有所述光学设备的使用者10的多个图像。成像装置16优选地被配置为当使用者10处于坐着或站着的位置时拍摄使用者10的图像。在如图1所示的优选实施例中，成像装置16包括至少一个视近相机18，所述视近相机被配置为拍摄多个图像以执行视近拍摄。成像装置16优选地还包括至少一个视远相机20，所述视远相机被配置为拍摄使用者面部和光学设备的多个图像，以执行视远拍摄。优选地，视近相机18和视远相机20被设置在对使用者拍照的房间中，但是在使用者所定位的测量区域12中不需要。实际上，为了使使用者在确定方法100期间更自然，可以将视近相机18和视远相机20隐藏或设置在使用者看不到它们的位置。

然后，提供当使用者相继采取不同的位置时，拍摄配备所述有光学设备的使用者10的多个图像的步骤120。换句话说，当使用者移动时拍摄使用者10的图像。“不同的位置”是指两个相继的位置，其中，使用者身体至少一部分的位置发生了变化。实际上，当使用者10在房间中保持在相同位置时，可以采取两个不同的位置。例如，当他处于坐着的位置时，如果使用者10改变他头部的取向，则他采取了两个不同的位置。可以同时记录在拍摄图像的步骤期间拍摄的所有图像。

确定方法100还包括识别步骤130，在所述至少两个不同的位置中识别至少一个时间，在所述时间期间使用者10处于有利位置，以确定所述至少一个配适参数。“时间”是指当使用者处于有利位置或解剖学姿势时的时刻或片刻或时间段。

操作者11，例如配镜师或眼睛护理专业人员，手动地识别使用者10处于有利位置或自然位置时的至少一个时间。使用者是否处于有利位置的评估取决于操作者11，操作者因此能够识别特定的时间，在该特定的时间期间使用者处于用于确定所述配适参数的这个有利位置。操作者11可以通过考虑以下中的一个或多个来识别使用者的有利位置：如果头部姿势接近平均头部姿势、眼睛注视方向稳定、没有眨眼，则检查眼镜的位置是否正确，并且检查使用者10是否不受任何外部条件的干扰。操作者11决定何时眼睛注视方向或姿势是正确的，以准确地确定配镜十字。当使用者具有自然姿势/注视方向时，配镜十字正确位置对应于瞳孔在光学设备中的位置/瞳孔与眼镜的交叉点的位置。

有利位置也可以被定义为配戴者的解剖学姿势。配戴者头部的解剖学姿势对应于配戴者头部在空间中的位置，对于所述空间，配戴者头部的法兰克福平面在水平平面中延伸。法兰克福平面对应于穿过左眼眶的下边缘和每个耳道或外耳道的上边缘的平面。也可以说，配戴者于是处于直立位置，他花费的努力最小的位置。处于坐着或站着的位置的配戴者可以采取此解剖学姿势。

识别步骤130可以在拍摄图像的步骤120之前执行。在这种情况下，当操作者11识别使用者10处于有利位置时的时间时，紧接在识别步骤130之后，就触发成像装置16拍摄图像。

优选地，识别步骤130与拍摄图像的步骤120同时或并行地执行。换句话说，操作者11识别使用者处于有利位置时的时间同时拍摄120图像。识别130和拍摄图像120的同时步骤避免了并且减少了识别与拍摄图像之间的潜在偏移。

在操作者11已经识别出所述至少一个时间并且已经拍摄图像之后，确定方法100包括所述至少一个识别的时间并且在所述至少一个识别的时间期间拍摄的至少一个图像的步骤140。系统14包括记录器24，所述记录器被设计为记录至少一个识别的时间和在所述至少一个识别的时间期间拍摄的至少一个图像。记录所述至少一个识别的时间或片刻或时刻的步骤140可以包括记录操作者已经识别出有利位置的确切时间。优选地，记录确切时间包括在操作者识别出有利位置时记录时间戳数据。因此，操作者当其识别出有利位置时触发记录时间戳数据的步骤。以确定配适参数为目的，然后记录在那个确切时间拍摄的图像。

然后，基于所述至少一个记录的图像执行确定所述配适参数的步骤150。特别地，确定所述配适参数的步骤150包括在至少一个记录的图像上测量至少一个配适距离。系统14包括确定装置26，所述确定装置被设计为基于所述至少一个记录的图像来确定所述配适参数。

当确定所述配适参数时，当操作者11认为位置是有利的或正确的时，则他可以在记录的图像上标记瞳孔位置。为了使配适参数更加准确，中央控制器15可以将用于将他的标记与瞳孔的统计位置进行比较的信息发送给操作者11。在此后者的情况下，所述至少一个配适参数是基于至少一个配适距离以及还有基于通过统计分析而获得的参考配适测量结果来确定的，以减少配适距离的确定和有利位置的识别的潜在不精确性。换句话说，所述至少一个配适参数可以利用不是直接从所识别或所选择的图像中取得的外部数据来调节，以提高配适参数的准确度。

可替代地，确定步骤150可以包括基于所记录的图像自动计算配适参数。因此，确定步骤150可以手动地、自动地或通过两种方式的组合来完成。

如上所述的确定方法100允许眼睛护理专业人员，这里称为操作者11，保持过程的核心。因此，操作者11能够监测所有确定过程，以确保配适参数的测量更可靠。

确定方法100可以在使用者的不同特定位置执行。特别地，可以在使用者处于用于视远拍摄的有利位置时或者在使用者处于用于视近拍摄的有利位置时执行识别步骤130。优选地，识别步骤130包括视远拍摄和视近拍摄，以允许操作者11基于最常见的使用者位置，即当使用者处于站着的位置和坐着的位置以进行阅读时确定配适参数，并且最常见的测量对正确装配PAL装置有用。具有多种拍摄情况帮助操作者11确定所述配适参数。例如，考虑到视远瞳孔位置和视近瞳孔位置允许给出用于计算内移量和渐进长度的数据。

在视远拍摄中，使用者10处于站着的位置。用成像装置16的视远相机20执行视远拍摄。在确定方法100期间，使用者10可以在房间中自由移动。因此，使用者10在用于视远拍摄的识别步骤130期间自由进行任何活动。换句话说，使用者10在识别步骤130期间相对于至少一个视远相机20移动，以在使用者10与至少一个视远相机20之间的相对活动期间识别所述至少一个时间。这样做时，由于执行测量过程的感觉降低，因此使用者更容易采用有利位置。

根据一个实施例，系统14包括两个视远相机20。第一视远相机20被配置为跟踪配戴者的面部，而第二视远相机20(例如附接至第一视远相机)以高分辨率拍摄光学设备的放大图像。

在视近拍摄中，使用者处于坐着的位置。用成像装置16的视近相机18执行视近拍摄。特别地，用于视近拍摄的有利位置优选地是使用者处于坐着的位置、朝向至少一个视近相机18进行处理和观看。视近相机可以拍摄使用者面部的图像。在此后者情况下，视近相机18例如集成在平板计算机中，在视近拍摄期间所述平板计算机可以由使用者操作。

表述“视远相机”和“视近相机”分别指代使用者的远视姿势和近视姿势。换句话说，“视远相机”是这样一种相机，所述相机的位置和取向允许当使用者处于远视姿势(即站着的位置)时捕获所述使用者的可利用图像。以同样的方式，“视近相机”是这样一种相机，所述相机的位置和取向允许当使用者处于近视姿势(即坐着的位置)时捕获所述使用者的可利用图像。可利用图像指代允许操作者或确定装置通过此图像确定配适参数的图像。

优选地，在识别步骤130期间，识别多个时间以记录在所述多个识别时间期间拍摄的多个图像。在此后者情况下，确定方法100进一步包括在多个记录图像中选择至少一个图像的步骤，所述配适参数是基于所述至少一个选择的图像确定的。

系统14可以包括识别装置22，当操作者识别出使用者处于有利位置时的时间时，可以由操作者11触发所述识别装置。优选地，这些识别装置22是便携式的，以允许操作者采取他认为最佳的位置或地点。更优选地，识别装置22包括允许操作者11看到使用者的屏幕，使得有助于识别步骤130，并且使得使用者看不到操作者，从而不会打扰他。识别装置22可以是连接至中央控制器15的平板计算机，以显示正在/已经拍摄的图像和数据。优选地，平板计算机与中央控制器15之间的连接是无线的。特别地，来自成像装置16的所有图像可供在平板计算机上显示。另外，识别装置22可以被配置为允许操作者11直接在平板计算机上执行确定步骤150。在此后者情况下，确定装置26集成至识别装置22中，即在平板计算机中。因此，识别装置22可以是遥控器，所述遥控器允许操作者11识别使用者处于有利位置时的时间，然后直接在识别装置22的屏幕上测量至少一个配适参数。

另外，成像装置16还可以包括设置在光学设备或使用者头部上的另一个相机。在这种情况下，确定方法100进一步包括确定使用者的注视方向。光学设备还可以包括倾斜仪，以帮助操作者11确定所拍摄的图像是否正确。实际上，倾斜仪被配置为例如在识别装置22上向操作者11指示使用者头部的倾斜度。因此，操作者11能够确定使用者头部关于成像装置16的位置的倾斜度是否正确，以得到使用者10的有利位置。代替定位在使用者头部上的相机，可以从视远相机20确定使用者头部的倾斜度。此外，可以仅预先选择头部倾斜度接近于平均倾斜度值(与自然的头部姿势相对应)的图像。平均倾斜度值可以通过对来自倾斜仪的测量结果样本进行平均来确定。

在另一个实施例中，至少一个视远相机20是电动的并由操作者11远程控制。这避免了操作者11在标记瞳孔的位置时处于使用者的观察方向上。

系统14还可以包括眼睛跟踪器，所述眼睛跟踪器参照或换句话说附接至镜架以获取视线路径。例如，眼睛跟踪器是可以布置在拍摄眼睛的图片的相机上的装置或基于红外线光束的发射并且进行反射分析。最常见的用途是计算瞳孔位置，以便计算眼睛的转动。通常，所述装置附接至镜架并且被定向为看着眼睛(被眼睛看到的装置)。这种连接允许直接计算视线与镜片表面之间的交叉点。因为在配戴者“隐藏”(当远(或近)相机无法记录时)活动期间使用的能力，所以眼睛跟踪器的这种用途特别有意义。

在优选实施例中，中央控制器15包括壳体，记录器24和确定装置26位于所述壳体中。

可替代地，操作者11是配备有所述光学设备的使用者10。换句话说，确定方法100可以由戴着所述光学设备的使用者10自主地执行。

Claims (15)

1.一种用于确定(100)被配置为配备给使用者(10)的光学设备的至少一个配适参数的方法，所述方法包括：

-提供系统(14)，所述系统(14)包括成像装置(16)以及识别装置(22)；

-当所述使用者相继地采取至少两个不同的位置时，拍摄(110)配备有所述光学设备的所述使用者(10)的多个图像，所述至少两个不同的位置属于视近拍摄或者属于视远拍摄；

-在所述至少两个不同位置中，识别(130)所述使用者(10)何时处于有利位置时以确定所述至少一个配适参数，该有利位置对应于用户的位置，其中用户的头部姿势接近预定的平均头部姿势，并且用户的眼睛注视方向是稳定的；

-当操作者(11)识别所述用户(10)处于有利的位置时，触发识别装置(22)；

-识别当所述识别装置(22)被触发时的至少一个时间段；

-记录(140)所述至少一个时间段和在所述至少一个识别的时间段处的时刻拍摄的至少一个图像；

-基于所述至少一个记录的图像确定(150)所述配适参数。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，在所述识别步骤(130)期间，识别多个时间段以记录在所述多个识别的时间段期间拍摄的多个图像，所述方法进一步包括在所述多个记录的图像中选择至少一个图像的步骤，所述配适参数是基于所述至少一个选择的图像确定的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述操作者(11)是配备有所述光学设备的所述使用者(10)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述确定步骤(150)包括在所述至少一个记录的图像上测量至少一个配适距离。

5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中，所述至少一个配适参数是基于所述至少一个配适距离和通过统计分析获得的参考配适测量结果来确定的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，在所述使用者(10)处于用于视远拍摄的有利位置时或者在所述使用者(10)处于用于视近拍摄的有利位置时，执行所述识别步骤(130)。

7.根据权利要求6所述的方法(100)，其中，所述成像装置(16)包括至少一个视远相机(20)，所述视远相机设置在对所述使用者拍照的房间中，所述拍摄(110)多个图像的步骤包括拍摄所述使用者面部和所述光学设备的多个图像。

8.根据权利要求7所述的方法(100)，其中，在所述识别步骤(130)期间，相对于所述至少一个视远相机移动，以进行视远拍摄。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法(100)，其中，所述使用者在所述识别步骤期间是站着的，以进行视远拍摄。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法(100)，其中，所述成像装置(16)进一步包括至少一个视近相机(18)，所述视近相机被配置为拍摄多个图像以执行视近拍摄。

11.根据权利要求10所述的方法(100)，其中，用于视近拍摄的所述有利位置是所述使用者(10)处于坐着的位置、朝向所述至少一个视近相机(18)进行处理和观看。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述成像装置还包括设置在所述光学设备或所述使用者头部上的另一个相机，所述方法进一步包括确定所述使用者的眼睛注视方向(10)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述至少一个配适参数包括瞳孔距离、半瞳孔距离、配适高度、前倾角、视远点和视近点中的至少一个。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述光学设备是眼镜，所述至少一个配适参数允许为所述使用者(10)确定所述眼镜的镜片配适。

15.一种用于确定被配置为配备给使用者(10)的光学设备的至少一个配适参数的系统(14)，所述系统(14)包括：

-成像装置(16)，所述成像装置被设计为当所述使用者相继地采取至少两个不同的位置时，拍摄配备有所述光学设备的所述使用者的多个图像，所述至少两个不同的位置属于视近拍摄或者属于视远拍摄；

-识别装置(22)，被配置为当操作者(11)在所述至少两个不同位置中识别(22)所述使用者(10)处于有利位置时被触发并且识别当所述识别装置(22)被触发时的至少一个时间段；

-记录器(24)，所述记录器被设计为记录所述至少一个时间段和在所述至少一个识别的时间段期间拍摄的至少一个图像；

-确定装置(26)，所述确定装置被设计为基于所述至少一个记录图像来确定所述配适参数。

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