CN111714341A - 用于眼部训练的系统及用于眼部训练的系统的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有眼镜(10)的眼部训练系统(1)，眼镜包括至少下述部件：‑框架构件(11)，其被配置成将眼镜(10)保持在佩戴眼镜(10)的人的头部上；‑布置在框架构件(11)处的两个光学组件(12)，其中位于框架构件(11)处的光学组件(12)被布置成使得当眼镜(10)被佩戴在人的头部上时，所述光学组件(12)位于人的眼部前方，其中，每个光学组件(12)包括具有可调节的焦距的可调焦透镜(13)；‑包括处理器的控制电路(22)，其中，控制电路被配置成响应于从外部计算机接收的数据(200)或由处理器提供的该数据来控制可调焦透镜(13)的焦距。本发明还涉及用于利用眼部训练系统(1)来执行眼部训练的方法和计算机程序。

Description

用于眼部训练的系统及用于眼部训练的系统的用途

技术领域

本发明涉及一种用于眼部训练的系统，其包括具有可调节的焦距的眼镜。

背景技术

为了防止近视或恢复视力障碍患者的视力，采用了眼部训练。为了解决该问题，目前，通过在患者的眼部前方翻转具有不同焦度的透镜，即具有不同焦距的透镜，来执行人工眼部训练。这是耗时的昂贵过程，需要训练有素的人员在重复的间隔或时段中执行正确的焦度序列。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种系统，其允许较少的训练要求。

本发明旨在通过提供一种眼部训练系统来解决该问题，该眼部训练系统用于在人的眼部前方布置有可调焦透镜的情况下通过调节或改变焦距来训练人的眼部。可调焦透镜可以在施加特定的电控制信号时和/或在接收到机械致动力时改变其焦距。该目的通过本发明的一些示例性实施方式提供的设备来实现。在本发明其他示例性实施方式中描述了有利的实施方式。

根据本发明的一示例性实施方式，提供一种具有眼镜的眼部训练系统，其中，眼镜至少包括以下部件：

-被配置为将眼镜保持在佩戴眼镜的人的头部上的框架构件，

-布置在框架构件处的两个光学组件，其中，在框架构件处的光学组件被布置成使得当将眼镜佩戴在人的头部上时，所述光学组件位于人的眼部前方，其中，每个光学组件包括具有可调节的焦距的可调焦透镜，

-包括处理器的控制电路，其中，控制电路被配置为响应于从外部计算机和/或处理器接收的数据来控制可调焦透镜的焦距。

眼镜的最大重量可以为120克，特别是眼镜的最大重量为50克。

框架构件特别地配置成将眼镜装配在佩戴眼镜的人的头部上。因此，框架构件用于将光学组件保持在用户的眼部前方的正确位置。

框架构件可以由通常在普通眼镜上遇到的刚性材料制成，但是也可以由弹性的带状材料制成。

此外，框架构件可包括被配置为将眼镜保持在头部上处于正确位置的臂。可替代地，框架构件可以包括可调节的带，该可调节的带布置成将眼镜安装在人的头部上。特别地，带是可更换的。

例如，框架构件在垂直于光学组件的光轴的方向上具有宽度。特别地，框架构件的最大厚度是5mm，优选地是1mm。

此外，框架构件包括前额支撑件。前额支撑件与佩戴框架构件的人的前额直接接触。前额支撑件限定了眼部与光学组件之间的最小距离。特别地，前额支撑件是可互换的。例如，不同的前额支撑件可以在眼部和光学组件之间限定不同的最小距离。此外，不同的前额支撑件在与前额直接接触的表面上可以具有不同的形状，特别是曲率。由此，可以使前额与框架构件直接接触的交界面最大化。因此，可以选择前额支撑件，以实现眼部与光学组件之间的最佳距离，并使框架构件舒适地贴合到前额。

两个光学组件可以被包括、一体地形成或附接到框架构件。每个光学组件的光轴在理想情况下与佩戴眼镜的人的眼部的瞳孔对齐。特别地，可以调节光学组件相对于框架构件的位置。例如，调节光学组件的位置，以将光学组件之间的距离调节为瞳孔距离。

每个光学组件包括可调焦透镜，该调焦透镜被配置为在提供致动电压或力时至少调节其焦距。

因此，每个光学组件的焦距可通过包括在各光学组件中的可调焦透镜来调节。例如，每个光学组件可以被布置为在-6dpt至+4dpt的范围内调节焦距，优选地在-12dpt至+12dpt的范围内调节焦距。特别地，光学组件的焦距在调谐范围内连续地调节。例如，光学组件的焦距可以以每秒至少20dpt的速度进行调节，优选地以每秒至少40dpt的速度进行调节。

光学组件可具有至少35mm的光阑(aperture，孔隙)，优选地至少40mm的光阑。

若干类型的可调焦透镜适用于眼部训练系统。第一种可调焦透镜是基于电润湿的，其中，两种不混溶的流体形成一个流体界面，通过向液体施加经由布置在透镜处的电极所产生的变化的电场来调节界面的轮廓(contour，边界)，使可调焦透镜调节其焦距。

根据本发明的一个实施方式，可调焦透镜是基于电润湿的。

另一种可调焦透镜称为液晶透镜，其焦距可通过控制和局部改变透镜所包含的流体的折射率来调节。

根据本发明的一个实施方式，可调焦透镜是液晶透镜。

第三类可调焦透镜是基于可弹性变形的膜。这种基于膜的可调焦透镜包括具有透明流体的容器和覆盖所述容器的至少一个膜，其中，可以通过控制容器中包含的流体的压力引起透镜的变形来调节透镜的曲率，并因此引起焦距的改变。

这些基于膜的可调焦透镜特别稳固且能较好地受控。

术语“可调焦透镜”特别是指由上述种类的可调焦透镜构成的可调焦透镜。

可以通过眼镜无线地接收或通过数据线来接收用于控制焦距并且特别是用于控制眼镜的其他控制参数的数据，所述其他控制参数诸如柱面(cylinder，柱面透镜、柱体)或棱镜，或光阀状态，滤光器状态或偏光器状态。

为此，眼镜可以包括接收器，该接收器被配置为经由将眼镜与外部计算机连接的数据电缆从外部计算机接收数据和/或从外部计算机无线地接收数据，并且特别是将数据传输回外部计算机。

数据也可以由集成在眼镜中特别是集成在控制电路中的处理器提供。特别地，控制电路可以包括输入元件，其被布置为接收由用户提供的输入。输入元件可以是操纵杆或触摸板。

因此，该系统允许以仅通过使用处理器提供数据或通过使用外部计算机提供数据的方式通过使用眼镜来执行眼部训练。

眼镜可以包括安装在框架构件上的滤光器或棱镜，其中，穿过光学组件中至少之一的光穿过滤光器或棱镜。滤光器对于绿色或红色光可以是选择性透明的。例如，滤光器和/或棱镜通过夹紧连接装置安装在框架构件上。特别地，夹紧连接装置包括磁体，该磁体在滤光器和/或棱镜与框架构件之间提供机械连接。

眼部训练系统可以包括无线电模块，该无线电模块被配置为从外部计算机无线地接收数据，特别地其中，数据被配置为控制光学组件的焦距。无线电模块尤其还被配置为将数据传输到外部计算机或其他设备，特别是出于监测原因。

无线电模块特别地配置为与外部计算机建立无线数字通信。这样的数字通信可以例如基于诸如蓝牙、Wi-Fi或其他近场通信(NFC)协议的众所周知的标准。因此，无线电模块包括能够至少利用一种这样的通信协议进行通信的电子电路。

无线电模块可以特别地布置在框架构件上或框架构件中，并且电连接至被配置为向无线电模块提供电能的能量源。

术语“计算机”和“处理器”或其系统在本文中用作本领域的普通含义，例如通用处理器或微处理器、RISC处理器或DSP，可能包括诸如存储器或通讯端口之类的附加元件。可选地或附加地，术语“计算机”和“处理器”或其派生词表示能够执行所提供的或并入的或所提供的计算机程序并且/或者能够控制和/或访问数据存储装置设备和/或其他设备例如输入和输出端口的设备。术语“计算机”和处理器特别还表示被连接和/或链接和/或以其他方式通信的多个处理器或计算机，其可能共享一个或多个其他源(例如存储器)。此外，术语“计算机”还包括计算机化的装置。

术语“计算机装置”或类似术语表示一种设备，该设备包括可根据一个或多个程序操作或运行的一个或多个处理器。

移动计算机化装置(也称为移动装置)是一台小型计算机，特别地小到足以握在手中并在其中操作，并具有能够运行移动应用程序——设计为在移动装置上运行的软件应用程序——的操作系统。因此，移动设备是便携式且重量特别地小于2000g的计算机化装置。

移动计算机化装置诸如移动电话、智能电话、智能手表或平板计算机特别地包括至少一个处理器，即所谓的CPU(中央处理单元)。该移动装置包括带有小数字或字母数字键盘的显示屏或配置为在屏幕上提供虚拟键盘和按钮(图标)的触摸屏。该移动装置特别地配置为连接到Internet，并通过Wi-Fi、蓝牙或NFC与其他计算机装置和无线电模块互连。

由外部计算机传输的数据由无线电模块或眼镜接收并由控制电路处理。替代地，或另外地，由眼镜所包括的处理器提供数据。该数据特别地包括用于控制电路的控制指令或关于控制参数的信息，例如用于可调焦透镜的控制电路的输出电压。

特别地，电气和电子控制电路被配置为根据接收到的数据，特别是通过生成与包括在接收到的数据中的信息相对应的控制信号，来控制可调焦透镜的焦距。

控制电路特别地被配置为单独地，即彼此独立地，控制每个光学组件的焦距。无线电模块和控制电路可以被包括在单个单元中。

该计算机特别地被布置在和/或定位于眼镜外部。在有关计算机的情境中，术语“外部”特别地是指计算机是与眼镜不同的实体或单元，也就是说，计算机特别地是不可佩戴的或不能与眼镜一起佩戴再用户的头部上，也即，计算机没有硬性地附接至眼镜，而是特别地仅通过数据电缆。

相反，用于提供所述数据的处理器被结合在眼镜中。

根据一个实施方式，眼部训练系统包括反馈元件。反馈元件可以是扬声器或头戴式耳机，其提供声反馈，特别是向佩戴眼镜的人提供声反馈。可替代地，反馈元件可以被布置为借助于振动信号来提供触觉反馈。

根据一个实施方式，眼部训练系统包括语音识别单元，该语音识别单元允许通过口头信号来控制眼部训练系统。佩戴眼镜的人可以提供口头信号。

根据一个实施方式，眼部训练系统包括监测机构，该监测机构监测眼部训练系统的正确操作。特别地，监测机制防止了使用眼部训练系统的人的作弊。例如，监测机制被布置为执行语音识别。因此，使用眼部训练的人必须口头表达信息。由此，防止了例如通过在触摸屏上选择随机答案而得的随机化答案。监测机构可以包括眼部跟踪摄像机，其确保使用眼部训练系统的人的视线穿过光学系统。因此，由侧视通过光学系统引起的眼部训练系统的错误使用被检测并防止。监测机制可以基于触觉反馈，其中要求使用眼部训练系统的人在预定位置触摸板、触摸屏或按钮。因此，要求使用眼部训练系统的人具有一定量的手眼协调性，这防止了来自使用眼部训练系统的人的随机输入。

根据本发明的系统允许以自动化的方式进行眼部训练，而不需要监督人员翻转和切换具有固定焦距的透镜以执行这种眼部训练。

此外，计算机控制的眼部训练系统允许使用较轻的眼镜，并减少了在眼部训练过程中因意外更换焦距错误的透镜而导致的潜在错误率。

此外，由于眼部训练系统被配置为由外部计算机或处理器控制，因此可以使用这样的系统并行且无错误地针对多个佩戴具有可调焦透镜的眼镜的人执行预定义的序列，使得眼部训练可以同时进行。

根据本发明的计算机控制的眼部训练系统还允许在家中或在眼部训练专家不在场的情况下使用。

只要提供适当的软件，训练眼部的人就可以用自己的计算机控制眼镜。

替代地，眼镜包括接口，例如按钮，其被配置为启动存储在眼镜上特别是存储在眼镜所包括的存储器中的眼部训练程序。特别地，眼镜可包括存储在存储装置中的多个预编程练习。

根据本发明的另一实施方式，用于执行眼部训练的计算机程序被存储在眼镜所包括的存储装置中，其中在处理器执行计算机程序时，该计算机程序以计算机程序代码的形式提供训练序列，并且处理器根据训练序列产生用于调节焦距的数据。

根据本发明的另一实施方式，用于执行眼部训练的计算机程序被存储在外部计算机上，其中，当外部计算机执行该计算机程序时，该计算机程序以计算机程序代码的形式提供训练序列，并且外部计算机生成用于根据训练序列调节焦距的数据并将数据发送到眼镜以执行。

根据本发明的另一实施方式，眼镜，特别是控制电路，包括用于存储数据特别是由外部计算机接收的数据的存储装置。此外，存储装置可以存储在眼部训练期间收集的训练数据，以用于后续分析或立即分析。这样的训练数据可以通过无线电模块传输到外部计算机进行评估。例如，在眼部训练期间收集的数据包括所测量的“清除时间”、“迭代次数”和/或“光焦度范围”。此处和下文中，“清除时间”是患者适应眼部训练系统定义的条件所需的测量时间跨度。此处和下文中，“迭代次数”是患者在预定时间跨度内能够给出的正确反馈迭代的次数。此处和下文中，“光焦度范围”是患者能够适应由眼部训练系统定义的条件的光焦度范围。

计算机或处理器特别地被配置为提供反馈以进行训练，例如打开或关闭光学组件的光阀。光阀可以被电子地致动。特别地，光阀可以包括液晶，液晶可以借助于电信号变得不透明。

此外，光阀可以是光学遮蔽件。遮蔽件可以是半透明的。因此，进行眼部训练的人可能无法看透遮蔽件。但是，被遮蔽件覆盖的眼部仍然暴露在环境光下。此外，当眼部被遮蔽件覆盖时，监督进行眼部训练的人的人可以确定眼部的朝向。

根据本发明的另一实施方式，眼部训练系统还包括外部计算机，其中该外部计算机被配置为或包括用以经由服务器或直接将数据无线传输至眼镜的装置。

根据本发明的另一实施方式，眼部训练系统包括特别是存储在外部计算机或处理器的存储装置上的计算机程序，其中该计算机程序被配置为经由接口接收用户输入，上述接口诸如为触摸屏、眼镜上的按钮或开关、摄像机、键盘或麦克风，其中，接口被配置为允许人诸如眼镜佩戴者或眼部训练人员独立地或依赖地调节光学组件的可调焦透镜的焦距和/或允许人开始特别预定义的焦距的时间序列以在眼镜上进行调节，特别地其中，计算机程序还被配置为使外部计算机将数据传输至眼镜。此外，该人还可以提供反馈，例如当他看到特定目标时。

该实施方式允许通过计算机程序以方便的方式执行眼部训练。

根据本发明的另一实施方式，光学组件中的至少一个，特别是两个光学组件，包括被配置为改变至少一个光学组件的透射率——特别是在基本上0％与100％之间的透射率——的光阀，特别地其中，所述或每个光阀被配置为采用第一状态，例如第一位置或第一取向，以及第二状态，例如第二位置或第二取向，其中在第一状态下，包括光阀的光学组件是透明的，并且其中在第二状态下，包括光阀的光学组件在光学上关闭，即不透明，特别地其中光阀是可以手动致动的机械光阀。

该实施方式允许仅通过用光阀关闭相应的另一光学组件来将眼部训练集中在一只眼部上。

根据本发明的另一实施方式，至少一个光阀通过控制电路控制，特别是两个光阀均通过控制电路控制，特别是通过控制电路利用布置在该光阀处的电致动器来控制，特别地其中来自外部计算机或处理器的数据被配置成通过控制电路控制光阀。

该实施方式允许光阀的远程和自动控制，使得可以将光阀状态(例如，第一状态或第二状态)并入提供有数据的眼部训练序列的一部分，该数据特别是被编码在控制眼镜的计算机程序中。

根据本发明的另一实施方式，至少一个光学组件包括第一可调节光学偏光器，特别是两个光学组件均包括第一可调节光学偏光器，该第一可调节光学偏光器被配置为调节由该光学组件透射的光的偏振。特别地，每个光学组件均包括偏光器，其中一个偏光器布置成透射具有45°偏振的光，而另一个偏光器布置成透射具有135°偏振的光。

可以将第一偏光器配置为手动操作。

为此，第一偏光器可以具有允许偏光器被手动操作的杆。

根据本发明的另一实施方式，光学组件中的至少一个包括第二特别可调节的光学偏光器，特别是两个光学组件都包括第二特别可调节的光学偏光器，其中第一和第二偏光器形成光阀。特别地，光阀由线性偏振液晶元件形成。这些元件可以通过0V和5V的数字电压电平以60Hz(优选为1Hz)的帧频进行操作。

可以通过定向两个偏光器的偏振平面定向使得它们彼此正交或对准来实现光阀功能。为此，至少一个偏光器，特别是第一偏光器，可旋转地布置在至少一个光学组件中。

第一和/或第二偏光器可被配置为如先前实施方式中所公开的可手动或远程操作。

此外，该实施方式通过适当的偏光器取向允许光阀的在0％与100％之间的中间透射值。

可替代地，偏光器可以被电操作。因此，可以通过由计算机提供的电信号来使偏光器自动化。

根据本发明的另一实施方式，至少一个光阀包括第一偏光器、第二偏光器和设置在偏光器之间的液晶层，特别地其中，第一偏光器和第二偏光器是固定的，即不可旋转地安装在眼镜上，特别是不可旋转地安装在光学组件。

液晶层允许旋转通过的光的偏振，并因此控制透射通过第一/或第二偏光器的光的量。

根据本发明的另一实施方式，第一偏光器通过控制电路控制，特别是通过控制电路利用布置在第一偏光器处的电致动器控制，以用于调节透射光的偏振，特别地其中，数据被配置为通过控制电路来控制第一偏光器。

用于第一偏光器和光阀的致动器可以是不同的致动器或相同的致动器。

致动器特别地被配置为使偏光器绕其光学轴线旋转或使偏光器绕位于偏光器外部的外部轴线旋转，使得可以实现偏光器在光学组件的光学路径内和光学路径外的横向(lateral，侧向)运动。

根据本发明的另一实施方式，每个可调焦透镜是基于膜的透镜，其中基于膜的透镜包括容器，该容器至少沿光学组件的光学轴线是透明的，该容器包括布置成基本上彼此相对并且特别是垂直于光学组件的光学轴线的第一面和第二面，其中容器在第一面和第二面之间包括透明液体，并且其中所述容器的至少第一面包括透明的、弹性可变形的特别是可拉伸的膜，以用于调节可调焦透镜的焦距。

该实施方式允许鲁棒且持久的眼部训练系统。

根据本发明的另一实施方式，每个光学组件的可调焦透镜是彗差补偿透镜。

重力引起的彗差是液体透镜的众所周知的问题，特别是在例如用于眼镜的相当大的液体透镜中。

这种彗差补偿透镜例如包括：

-第一腔室，其填充有包括第一质量密度和第一折射率的第一透明液体，

-第二腔室，其填充有包括第二质量密度和第二折射率的第二透明液体，以及

-透明且可弹性变形的第一膜，其将两个腔室彼此分隔并接触第一液体和第二液体，其中所述质量密度和所述折射率被选择成使得透镜的由重力引起的彗形像差得以减小或被防止。

根据彗差补偿透镜的一个实施方式，第一膜在面向第一液体的表面上形成至少一个凸部和至少一个凹部，当透镜的光学轴线处于水平位置时，这样的彗差补偿可调焦透镜的质量密度和折射率特别地被选择成使得透镜的由重力引起的彗形像差得以减小或被防止，而无关于透镜的光学轴线的取向。

例如，第一质量密度小于第二质量密度，并且第一折射率大于第二折射率，反之亦然。

根据本发明的另一实施方式，彗差补偿的可调焦透镜包括第二透明且可弹性变形的膜，其中第二膜面向第一膜。

根据本发明的另一实施方式，眼镜包括致动器系统，该致动器系统被配置和布置为调节光学组件的可调焦透镜的焦距，特别地其中，致动器系统包括用于每个光学组件的致动器，其中，致动器系统包括下述中至少之一：

-电磁致动器，例如音圈致动器，其包括电磁体或永磁体；

-压电致动器或压电马达；

-步进电机；

-磁致伸缩致动器；

-静电致动器；

-电活性聚合物致动器。

该实施方式允许多种不同的致动器类型。这些致动器可以通过控制电路很好地操作。致动器系统电连接至控制电路并且可由控制电路控制。

致动器允许例如控制基于膜的可调焦透镜的容器内部的压力。当压力增加时，可调焦透镜的可弹性变形的膜根据压力改变其形状，特别是改变其曲率，这允许通过致动器来调节可调焦透镜的焦距。

根据本发明的另一实施方式，每个基于膜的可调焦透镜具有用于调节可调焦透镜的焦距的相关致动器。

根据本发明的另一实施方式，致动器系统，特别是每个致动器，被包括在光学组件中。为此，致动器系统特别小，以便为眼镜使用者提供最大的视场。

根据本发明的另一实施方式，眼镜包括电源，例如电池，其中电源被配置为向眼镜提供电能，特别是向光学组件、控制电路、无线电模块和/或致动器系统提供电能。

电源例如布置在框架构件的位于头部的后部或侧面的部分处。

电源特别地被包括在框架构件内部，以使从框架构件伸出的散装部件最少化，以增加佩戴舒适度。

根据本发明的另一实施方式，眼镜包括用于特别地调节光学组件之间的横向距离的调节组件。

该实施方式允许将光学组件的光学轴线与佩戴眼镜的人的眼部瞳孔对准，以更好地配合。

该实施方式允许调节瞳孔距离，例如以适合儿童的头部。

调节组件尤其包括控制轮，该控制轮包括在框架构件中，并且其中，该控制轮被配置为通过手动地旋转该轮来被操作，以调节光学组件之间的距离。

根据本发明的另一实施方式，眼镜包括距离传感器，该距离传感器被配置为测量到眼镜前方的对象的距离。

这允许将眼部训练与要被带入预定距离进行观看的对象例如书本或平板电脑相结合。该系统特别地被配置为在外部计算机上接收来自眼镜的对象距离数据，并且被配置为向佩戴眼镜的人提供反馈(例如，经由外部计算机的屏幕)，使得该人可以调节对象距离和/或调节光学组件的焦距。

此外，眼部训练系统可以提供两个单独的反馈系统，其中，反馈系统提供不同的信息。例如，一个反馈系统向佩戴眼镜的人提供信息，而另一反馈系统向监督眼部训练的人提供信息。

因此，所估计的对象距离数据数据可以特别地由眼部训练系统处理，使得响应于估计的物距来调节焦距。

距离传感器例如是飞行时间传感器、超声传感器、摄像机或3D图像传感器。

根据本发明的另一实施方式，可调焦透镜被包括在侧向围绕可调焦透镜的玻璃或透明聚合物中。玻璃或聚合物特别是光学组件的一部分。这会引起更自然的眼镜状效果，以允许不连续的使用眼部训练系统。

根据本发明的另一实施方式，所述眼镜，特别是每个光学组件，包括成像设备诸如摄像机，成像设备被布置在眼镜上，使得所述成像设备可以记录佩戴眼镜的人的眼部。

根据所记录的眼部，眼部运动诸如例如瞳孔位置数据、瞳孔大小、瞳孔跟踪和眼球旋转、眼球和/或瞳孔的宏观和微观运动的跟踪、瞳孔大小变化的速度、眼部透镜的焦距、眼睑的大小和/或位置或眼睑闭合的速度可以被提取，并且可以特别地将其传输到外部计算机以进行评估，也可以将其存储在存储装置中，特别是存储在眼镜或外部计算机上。

眼部训练系统特别地被配置为响应于由成像传感器提供的数据来调节焦距。此外，可以将可调焦透镜的焦距或焦距的变化与记录的数据相关联，并且可以应用自学习人工智能算法来解释数据并优化训练。另外，佩戴该设备的人可以向外部计算机提供反馈信号，该信号指示他/她聚焦于对象，使得可以在外部计算机上评估所记录的眼部和反馈信号。这样的评估例如可以借助于人工智能方法诸如允许提供改进的眼部训练的人工智能神经网络等来完成。

根据本发明的另一实施方式，每个可调焦透镜被配置为还调节散光装置或棱镜。

该实施方式允许个体地适应于更复杂的视力问题和更复杂的眼部训练。此外，眼部训练系统的透镜可以用作用户的矫正透镜。

根据本发明的另一实施方式，眼部训练系统，特别是框架构件，被设计为使得其可以装配于使用者佩戴的眼镜上。例如，光学组件与眼部之间的距离在3cm至10cm的范围内。

根据本发明的另一实施方式，矫正透镜可以通过机械夹持、胶合或磁性安装特别地可释放地安装在眼部训练系统上。

根据本发明的另一实施方式，每个可调焦透镜包括棱镜，用于调节通过相应光学组件的透射光的光学路径。例如，棱镜被布置成以5°、10°或20°调节通过光学组件的光的光学路径。

该实施方式特别地允许光学组件的光学轴线与佩戴眼镜的人的眼部的光学轴线对准或不对准，并且利用其用于新的训练方法。

可调节的棱镜尤其还可以由外部计算机或处理器提供的数据控制，尤其是借助于致动器系统。

根据本发明的另一实施方式，每个光学组件包括刚性校正光学元件，例如透镜，特别是柱面透镜。

根据本发明的另一实施方式，光学组件中的至少一个包括柱面透镜。

根据本发明的另外的实施方式，所述柱面透镜是可移动的、可移除的，特别是可重复地可释放地布置到光学组件。

柱面透镜可用于补偿佩戴眼镜的人的散光。

通过使用根据本发明的训练系统来进行远程控制的眼部训练，也相应地解决了该问题，该眼部训练包括以下步骤：

-光学组件从外部计算机和/或处理器接收数据，其中，数据使光学组件调节焦距、透射和/或偏振，

-特别地，通过外部计算机和/或处理器以预定的时间间隔将数据提供给光学组件，使得执行预定的眼部训练程序。

根据本发明的另一实施方式，该方法还包括以下步骤：利用眼镜上的图像传感器记录眼部数据，特别地其中，眼部数据通过无线电模块特别地实时地传输到外部计算机。

根据本发明的另一实施方式，将所传输的眼部数据与所提供的数据一起进行评估，以调节可调焦透镜的焦距，其中，通过评估来确定佩戴眼镜的人是否已经聚焦于该人前方的对象。

根据本发明的另一实施方式，当佩戴眼镜人聚焦于布置在该人的视场中的对象时，该佩戴眼镜的人将反馈信号提供给外部计算机和/或处理器。

根据另一个实施方式，所述反馈信号与用于控制眼镜处的焦距的数据和/或外部计算机和/或处理器上的眼部数据一起被评估。

根据本发明的另一方面，通过一种方法或计算机程序来解决该问题，该方法或计算机程序利用从根据本发明的眼部训练系统记录的数据来执行眼部训练，其中，所记录的数据特别地包括利用成像设备记录的数据，特别地其中，所记录的数据由外部计算机和/或处理器接收和评估，其中，响应于所记录的数据，外部计算机和/或处理器生成数据并向光学组件传输数据，以调整下述中至少之一：

-至少一个可调焦透镜的焦距、柱面或棱镜，

-至少一个光学组件(12)的光阀状态，

-至少一个光学组件(12)的偏光器状态。

该方法允许将眼部训练与来自用户的记录数据相关联。

根据本发明的问题还通过用于控制根据本发明的眼部训练系统的眼镜的可调节的焦距的计算机程序来解决，其中，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码在外部计算机或处理器上执行时使外部计算机或处理器将数据传输到光学组件，使得可调焦透镜调节焦距。

对于眼部训练系统的用途和计算机程序，在根据本发明的眼部训练系统的上下文中给出的术语和表达的定义适用，反之亦然。

具体地，说明书中公开的眼部训练系统的方法方面和配置明确地意味着是可选的方法步骤或计算机程序方面。

附图说明

特别地，下面结合附图描述示例性实施方式。附图被附加到权利要求书中，并且伴随有解释所示出的实施方式和本发明的各个方面的各个特征的文本。在附图中示出的和/或在附图的文本中提到的每个单独的特征可以并入(也以隔离的方式)到与根据本发明的设备有关的权利要求中。

其示出在：

图1根据本发明的眼部训练系统的第一实施方式；

图2眼部训练系统的第一实施方式的分解图；

图3具有柱面透镜的眼部训练系统的实施方式的另一分解图；

图4用于眼部训练系统的眼镜的第二实施方式，其包括眼部跟踪摄像机；

图5用于眼部训练系统的眼镜的第三实施方式；以及

图6眼镜的第三实施方式的分解图。

具体实施方式

在图1至图2中，示出了根据本发明的眼部训练系统1的第一示例性实施方式。图3示出了第一实施方式的略微变化。眼部训练系统1包括一副眼镜10和外部计算机15。外部计算机15在图1中被描绘为膝上型计算机、智能电话或平板计算机。眼镜10包括用于将眼镜10佩戴在用户的头部上的框架构件11。因此，框架构件11被设计成类似于已知眼镜的框架构件。在框架构件11处布置有两个光学组件12，每个光学组件包括可调焦透镜13，可调焦透镜13被布置成使得当眼镜10被人佩戴时，该可调焦透镜布置在人的眼部前方。

框架构件11包括两个臂11S，该两个臂在佩戴眼镜10的人的头部的侧面延伸。此外，在框架构件11的臂11S的末端布置有长度可调节的后部/带11B以用于将眼镜10装配至人的头部。在后部11B处布置有用于眼镜10的若干部件的壳体14。这些部件包括被配置为从外部计算机15接收数据或向外部计算机15发送数据的无线电模块(不可见)以及电池形式的电源(未示出)。电池向眼镜10的部件提供必要的电能。

框架构件11包括前额部分11F，上述两个光学组件布置在该前额部分处。额头部分11F还包括桥接部分，该桥接部分配置成装配在人的鼻子周围。光学组件12布置在所述桥接部份的左侧和右侧。桥接部分包括转轮23，该转轮23被配置为调节两个光学组件12之间的横向距离，使得每个光学组件12的光轴100(以虚线表示)可以与佩戴眼镜10的人的眼部的光轴对准。为此，光学组件12被安装为可沿框架构件11的前额部分11F移动。

在框架构件11的内部，特别是在框架构件11的前额部分11F，布置有控制电路(不可见)，该控制电路被配置为控制两个光学组件12的可调焦透镜13的焦距。控制电路连接到壳体中的无线电模块以及电池。

从图2和3的部分分解图可以看出，光学组件12和框架构件的前额部分11F包括若干部件，以用于控制光学组件12中的可调焦透镜13。在该实施方式中，可调焦透镜13是基于膜的可调焦透镜。可调焦透镜13包括容器13C，该容器13C具有面向人的眼部的第一透明面131和与该第一面131相反的第二透明面132。该容器13C包括连接两个面131、132的容器壁13W，封围成填充有透明液体的容器容积。第二面132包括可弹性变形的、特别是可拉伸的液密膜13M，其中所述膜13M形成可调焦透镜13的表面。通过调节容器容积内的液体的压力，可以调节膜13M的曲率，并因此调节透镜13的焦距。

为了调节容器13C内液体的压力，在框架构件11的前额部分11F处布置有步进电机形式的致动器16，其中，所述步进电机被配置为致动可调焦透镜13，使得随着膜13M响应于经调节的压力而改变其曲率，容器13C内部的压力得以被调节并且焦距得以被改变。通过使用不仅可以调节其球面焦度而且可以调节其柱面和棱镜的可调焦透镜，可以将更高阶的效果引入膜中。每个光学组件12包括这样的步进电动机，使得可以对可调焦透镜13彼此独立地进行调节。

在图1和图2所示的示例性实施方式中，每个光学组件12均包括光阀17，并且至少一个光学组件12包括偏光器18，该偏光器布置在用户的眼部和可调焦透镜13之间。光阀17和偏光器18两者具有可手动操作的机械调节杆17L、18L，使得可以将光阀17和偏光器18独立地布置在人视线之外的第一位置，或者布置在可调焦透镜13的光轴100上的第二位置，以使光学组件12可以在光学上关闭(光阀17处于第二位置)，或者使仅具有特定偏振的光透射通过光学组件12(偏光器18处于第二位置)。

在图3中，可以看到可调焦透镜13被包括在壳体12H中，该壳体12H其后侧和前侧具有保护窗12W。保护窗可以是平坦的，或者它们可以具有校正的光焦度，包括球面或柱面焦度。此外，图2所示的偏光器18被替换为用于补偿佩戴眼镜10的人的散光的柱面透镜19。柱面透镜19也与偏光器18类似地安装在机械调节杆19L上，该机械调节杆是可手动操作的，使得柱面透镜19可以在用户的眼部前方翻转或翻转出视线外。

除了图1至3所示的前述实施方式之外，图4所示的实施方式包括布置在光学组件12处的附加的照明装置和摄像机20，用于记录佩戴眼镜的人的眼部。摄像机20记录眼部，特别是瞳孔，并被配置为跟踪眼部/眼睑和眼部/眼睑运动。摄像机20所记录的眼部数据可以通过无线电模块传输到外部计算机15，用于评估眼部数据，特别是与用于控制焦距的数据以及可选地与由佩戴眼镜的人提供的反馈信号一起用于评估眼部数据，其中，所述反馈信号指示人聚焦于处于人的视场中的对象。

在图5中，示出了本发明的不同实施方式。图6以分解图示出了图5的实施方式，同时分解的光学组件12也以组装状态示出。

眼镜10包括框架构件11，该框架构件11不具有后部，而仅具有两个沿着头部侧向延伸的臂11F。电池、无线电模块和控制电路22完全集成在框架构件11中，使得它们从外部不可见。在该实施方式中，光学组件12之间的距离不能调节。

此外，用于可调焦透镜13的致动器16是具有可调谐电穿孔磁体的电永久致动器，其允许对其磁场进行调节，从而产生变化的调节力以用于调节可调焦透镜13的焦距。所述力传递到推动器元件16B上，该推动器元件16B可以被向内推向或向外推离与基于膜的可调焦透镜的容器容积13V连接的液体填充的贮存器13R，使得压力可以被调节至容器容积13V内的液体13L。

如图5中进一步可见，可调焦透镜13完全集成在光学组件12的堆叠玻璃或聚合物层中，使得提供了类似于常规玻璃的基本透明的窗。

光学组件12包括若干层。最接近佩戴眼镜的人的眼部的第一层是用于保护基于膜的可调焦透镜13的覆盖玻璃121或覆盖聚合物。间隔层12S为膜13M提供了用以向外凸出远离透镜13的容器13C的足够空间。下一层包括液体透镜13的弹性可变形膜13M，其覆盖侧向地封围容器容积和在容器容积13V内的液体13L的贮存器层。布置在光学组件12的朝外的侧面上的覆盖层122包括致动器16和推动器元件16B，其中，推动器16B与贮存器中的液体13L直接接触。外部覆盖层122密封液体透镜13。

除了图1和图2中所示的前述实施方式之外，图5和图6所示的实施方式包括布置在框架构件11的桥接部分处的距离传感器21。显然，图1至图4的实施方式也可以包括距离传感器，而图5和图6中所示的实施方式可以包括用于记录眼部的图像传感器。

距离传感器21用于确定与眼镜10前方的对象之间的距离。由距离传感器21获取的数据可以由外部计算机15使用，以调节光学系统中的可调焦透镜13的焦距。距离数据还可以用于向眼部训练系统1的用户提供反馈，以将对象——其可以是外部计算机15或其显示器15i——定位为更远离或靠近用户的眼部。

外部计算机15可以以传输到眼镜10的数据的形式提供训练序列，其中训练序列例如包括在眼镜10处调节的焦距的时间序列。

此外，眼镜10可以与外部计算机15进行无线电通信，使得可以将距离传感器21获取的距离数据例如使用Wi-Fi或诸如蓝牙之类的另一NFC协议传输到外部计算机15。

眼部训练并且特别是待在眼镜10处调节的焦距序列、散光装置或棱镜可以包含在计算机程序中，该计算机程序在外部计算机15上执行时使计算机15根据计算机程序中包含的指令发送配置为调节眼镜10的可调焦透镜13的焦距的数据。

根据本发明的眼部训练系统1允许执行自动化且不太复杂的眼部训练。

Claims (10)

1.一种具有眼镜(10)的眼部训练系统(1)，所述眼镜包括至少下述部件：

-框架构件(11)，所述框架构件被配置成将所述眼镜(10)保持在佩戴所述眼镜(10)的人的头部上，

-两个光学组件(12)，所述两个光学组件布置在所述框架构件(11)处，其中，位于所述框架构件(11)处的所述光学组件(12)被布置成使得当所述眼镜(10)被佩戴在人的头部上时，所述光学组件(12)位于人的眼部前方，其中，每个光学组件(12)包括具有可调节的焦距的可调焦透镜(13)，

-包括处理器的控制电路(22)，其中，所述控制电路被配置成响应于从外部计算机接收的数据(200)或由所述处理器提供的数据来控制所述可调焦透镜(13)的焦距。

2.根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)，其中，光学组件(12)中至少之一包括光阀(17)，所述光阀被配置成改变所述光学组件(12)的透射，特别地其中，所述光阀(17)被配置成采用第一状态和第二状态，其中在所述第一状态中相应的光学组件(12)是透明的，其中在所述第二状态中相应的光学组件(12)在光学上关闭，特别地其中，所述光阀(17)是机械光阀，并且其中，所述光阀(17)通过所述控制电路(22)控制，特别是通过所述控制电路利用设置在所述光阀(17)处的致动器来控制，特别地其中，所述数据(200)被配置成经由所述控制电路(22)控制所述光阀(17)，

其中，至少一个光学组件(12)包括第一可调节光学偏光器(18)，所述第一可调节光学偏光器被配置成调节由所述光学组件(12)透射的光的偏振，

其中，所述光学组件(12)中至少之一包括第二特别可调节的光学偏光器，其中第一偏光器(18)和第二偏光器形成所述光阀(17)。

3.根据权利要求1或2所述的眼部训练系统，其中，每个所述可调焦透镜(13)均是基于膜的液体透镜，其中，所述基于膜的液体透镜(13)包括容器(13C)，所述容器至少沿所述光学组件(12)的光学轴线(100)是透明的，所述容器(13C)包括布置成基本上彼此相对的第一和第二面(131，132)，其中，所述容器(13C)在所述第一和第二面(131，132)之间包括透明液体(13L)，并且其中，所述容器的至少所述第一或第二面(131，132)包括透明的、可弹性变形的膜(13M)，以用于调节所述可调焦透镜(13)的聚焦强度。

4.根据权利要求3所述的眼部训练系统，其中，所述基于膜的可调焦透镜(13)被配置成补偿彗差，特别是由重力引起的彗差。

5.根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)，其中，所述眼镜(10)包括调节组件(23)，以用于调节所述光学组件(12)之间的距离。

6.根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)，其中，所述眼镜(10)包括距离传感器(21)，所述距离传感器被配置成测量到位于所述眼镜(10)前方的对象的距离。

7.根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)，其中，所述可调焦透镜(13)被包括在侧向围绕所述可调焦透镜(13)的玻璃或透明聚合物中。

8.根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)，其中，所述眼镜(10)，特别是每个光学组件(12)，包括成像设备(20)诸如摄像机和/或照明源，所述成像设备和/或照明源布置在所述眼镜(10)上，使得所述成像设备(20)能够记录佩戴所述眼镜(10)的人的眼部。

9.用于控制根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)的眼镜(10)的可调节的焦距的计算机程序，其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在所述外部计算机(15)上和/或在所述处理器上被执行时，使所述外部计算机(15)向所述眼镜(10)传输数据和/或使所述处理器向所述控制电路提供数据(200)，以使得所述光学组件(12)对所述可调焦透镜(13)的焦距、所述光学组件(12)的偏振和/或透射进行调节，特别是根据存储在所述计算机程序中的预定序列进行所述调节。

10.用于利用从根据权利要求1所述的眼部训练系统(1)记录的数据执行眼部训练的方法，其中，所记录的数据特别地包括利用根据权利要求16所述的成像设备记录的数据，特别地其中，所记录的数据由所述外部计算机(15)和/或所述处理器接收和评估，其中，响应于所记录的数据，所述外部计算机(15)和/或所述处理器生成数据(200)并将该数据传输至所述光学组件(12)，以调节下述中至少之一：

-至少一个可调焦透镜(13)的焦距、柱面或棱镜，

-至少一个光学组件(12)的光阀状态，

-至少一个光学组件(12)的第一偏光器和/或第二偏光器(18)的偏光器状态。

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