[0001] 本
发明涉及一种用于确定眼镜片上的视远点的方法，所述眼镜片可接纳在眼镜架中并且具有镜架平面，在所述方法中，当受试者以至少一只眼睛穿过所述镜架平面的观察方向看向具有光轴的相机时，由所述相机来获取所述受试者配戴的眼镜架的至少一部分的位于像平面内的图像，其中建立所述眼镜架的、与所述像平面的
位置相关的前倾
角α’，根据所获取的所述像平面相对于竖直方向所成的倾斜角γ来矫正所述前倾角，以形成与所述竖直方向相关的前倾角α，其中建立所述受试者的头部的头部旋转角β，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的，其中根据所述像平面相对于所述竖直方向所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β，以形成对应于所述相机的光轴的
水平对准的经矫正的头部旋转角β’，其中通过分析位于所述像平面中的所述图像、考虑对应于所述相机的光轴的水平对准的所述经矫正的头部旋转角β’来确定所述视远点，并且其中通过图像评估来确定所述观察方向与所述镜架平面的交叉点。此外，本发明还涉及一种用于确定此类视远点的系统以及一种
计算机程序。
[0002] WO 2015/107063 A1已经披露了此类方法和系统、以及此类计算机程序。
[0003] 为了将眼镜片正确装配到眼镜架中，有必要确定所谓的配适参数以便由此例如了解关于瞳孔间距的信息以及关于瞳孔相对于眼镜架的高度的信息，从而使得镜片的光学中心可以与对应眼睛的视轴重合。此外，重要的是，确定眼镜片的光学中心相对于这些眼镜片所插入的眼镜架的上边缘或下边缘的高度。
[0004] 举例而言，通过彼此相向地坐着或站着的配镜师和受试者来确定配适参数，其中受试者配戴着其
选定的、其中固持了
支撑镜片的镜架。让受试者看向远处，并且接着配镜师根据外观用镜片上或
接触线箔上的十字来指示视点，如在彼此互看时所标识的。接着这个十字（
定心十字）确定待插入镜架中的眼镜片的光学中心的位置。针对受试者的每只眼睛单独执行这种方法。以此方式建立的定心十字之间的距离是瞳孔间距PD。
[0005] WO 01/84222 A1描述了一种用于确定眼镜片的配适参数的系统，所述系统包含以高度可调节的方式容纳在柱上的
数码相机，所述相机的镜头连同反射镜和
光源被安排在壳体的前表面的区域中。这个系统包括与数码摄像机链接的计算机，所述计算机通过对具有眼镜架以及紧固至所述眼镜架上的测量
支架的受试者的图像进行图像评估，来确定所述眼镜架的配适参数。出于确定这些配适参数的目的，在这种情况下要求受试者直接看向数码相机，其中所述相机的光轴必须与所述受试者的观察方向平行。作为其替代方案，还可以提供使所述相机移位，以确保所述相机的像平面与测量镜架的平面平行，并且接着使所述受试者的眼睛的图像在所述相机的像平面中关于其光轴居中。
[0006] US 2010/0195045 A1描述了一种用于确定眼镜片配适参数的方法，在所述方法中，根据配戴着具有固定在其上的测量支架的眼镜的受试者的图像通过
图像分析来确定所寻求的配适参数，所述图像是由相机获取的。在这种情况下，要求所述受试者看向附接至所述相机上的LED。所述相机包含倾斜度
传感器，以由此确定所述相机的光轴相对于水平平面的倾斜角。如果由所述倾斜度传感器获取的倾斜角超过
阈值，则所述相机发出警告
信号。这确保了在图像记录期间，所述相机的光轴始终与眼镜架的镜片平面大致垂直地相交。这实现了，在确定配适参数时，将忽略不计由受试者的眼睛距镜架平面的距离所引起的
视差误差。在镜架平面不平行于相机的像平面的情况下，US 2010/0195045 A1提出了一种计算图像校正，以由此补偿由这种记录情形所导致的图像失真。
[0007] 本发明的目的允许考虑习惯性头部位置或身体姿势，针对受试者来确切确定眼镜架中的眼镜片上的视远点。
[0008] 为了实现这个目的，提出了在
专利权利要求1和11中指明的特征组合。
从属权利要求中显现了本发明的有利改进和发展。
[0009] 本发明具体使得能够在相对于眼镜架固定的
坐标系、即镜架坐标系中
指定眼镜片上的视远点。
[0010] 本发明基于以下思想：为了通过分析受试者所戴的眼镜架的图像来建立眼镜架中的眼镜片的适配参数，并不是绝对必需使用牢固安装在房间内的相机，而是这些配适参数原则上还可以通过手持式相机拍摄的图像来确定，所述手持式相机例如被集成到正在评估的
平板电脑中。然而，
发明人认识到，以此方式建立的配适参数通常偏离通过对由牢固安装在房间中的相机所获取的对应图像进行分析而确定的配适参数，例如在WO 01/84222 A1中所描述的。
[0011] 在综合试验中，如果图像是由不是牢固安装的相机而是握在手中的相机记录的，通过分析受试者所戴的眼镜片的图像，则发明人发现，当记录对应图像时，相机的像平面相对于竖直方向的倾斜角对于在确定应被容纳在眼镜架中的眼镜片的眼镜片配适参数时可能发生的误差而言是决定性的。
[0012] 具体而言，发明人发现，相机的像平面相对于竖直方向的倾斜角的影响不能通过图像评估而容易地得到补偿，这不同于相机关于相机透镜系统的光轴的偏斜或者相机关于沿竖直方向延伸的轴线转动。
[0013] 因此，本发明的思想具体是：通过倾斜度传感器来获取相机像平面相对于竖直方向的倾斜度，所述倾斜度传感器惯例地整合在带有相机的平板电脑中或整合在带有相机的智能电话（例如，像iPad®或iPhone®）中；并且接着在通过对配备有测量支架并由受试者配戴的眼镜架的图像进行图像评估来确定眼镜片的视远点和另外的参数时，将所述倾斜度与被安排在受试者上的至少一个参考点相对于眼镜架和/或相机像平面的位置一起加以考虑。
[0014] 即，如果例如在记录过程中，平板电脑没有精确地竖直固持，则如由相机所观察到的、眼镜架中的眼镜片的前倾角α’偏离了这些眼镜片的实际前倾角α，并且因此例如当根据对此类记录进行图像评估来计算中心数据时可能出现很大的误差。所计算的中心数据、具体为受试者透过眼镜片的视点高度通常受误差的影响并且取决于受试者将其头部相对于相机如何定向，即，取决于受试者将头部相对于相机抬高或降低多少、以及他将头部相对于相机旋转多少。
[0015] 因此，为了确定可接纳在眼镜架中并且具有镜架平面的眼镜片上的视远点，本发明提出了当受试者以至少一只眼睛穿过所述镜架平面的观察方向看向具有光轴的相机时，由所述相机来获取所述受试者配戴的眼镜架的至少一部分的位于像平面内的图像，所述图像包含所述受试者的眼角的瞳孔。在根据本发明的方法中，建立所述眼镜架的、与所述像平面的位置相关的前倾角α’，根据所获取的所述像平面相对于竖直方向所成的倾斜角γ来矫正所述前倾角，以形成与所述竖直方向相关的前倾角α。在根据本发明的方法中，还建立了所述受试者的头部的头部旋转角β，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的。此外，在根据本发明的方法中，根据所述像平面相对于所述竖直方向所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β，以形成对应于所述相机的光轴的水平对准的经矫正的头部旋转角β’，并且通过分析位于所述像平面中的所述图像、考虑对应于所述相机的光轴的水平对准的所述经矫正的头部旋转角β’来确定所述视远点。然后通过图像评估来确定所述观察方向与所述镜架平面的交叉点。
[0016] 在此，所述视远点被确定为位于水平平面中的虚拟观察方向与所述镜架平面的交叉点，通过图像评估来确定所述观察方向与所述镜架平面的交叉点；并且其中所述虚拟观察方向被确定为通过旋转以下直线而建立的虚拟直线的方向，所述直线是由被安排在所述眼睛上的参考点设定的，所述参考点相对于所述相机或所述眼镜架以及所述观察方向的交叉点具有已知的位置。为此，将这条直线首先在眼睛内的位于离所述参考点一定距离处并且在这条直线上的虚拟枢转点处围绕平行于所述竖直方向的轴线旋转取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”，βOS”）。其次将这条直线在所述虚拟枢转点处围绕另外的轴线旋转取决于经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”）。所述另外的轴线与所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线平行。
[0017] 如果所述眼睛是所述受试者的右眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”），以下成立：tan βOD'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)，并且如果眼睛62是所述受试者68的左眼，则以下成立：tan βOS'' = (0.5 × PD × cos β' - YZ)/(D + HSA)。
[0018] 在此PD是所述受试者的眼睛的瞳孔间距，其中D + HSA是所述相机距所述眼睛的瞳孔的距离线所处的竖直平面相距的竖直距离，并且其中YZ是所述眼睛的瞳孔的距离线与所述相机的光轴在所述眼睛的瞳孔的距离线所处的水平平面中的竖直投影的交叉点（Y）距所述眼睛的瞳孔的距离线与竖直平面的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛的瞳孔的距离线相交，所述平面垂直于所述镜架平面，并且所述眼镜架的竖直对称轴线位于所述平面中。在此，在当前情况下，直线或轴线投影到平面中的垂直投影应理解为是所述轴线或直线沿垂直于所述平面的方向在所述平面中的投影。针对取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”），以下成立：α'' = -(γ + δ)，其中δ是所述相机的光轴与所述观察方向在所述相机的光轴所处的竖直平面中的垂直投影形成的角度。
[0019] 本发明能够通过首先确定视远点、并且接着根据所述视远点以及通过图像评估根据所获取的图像来确定至少一个配适参数，从而来确定所述至少一个配适参数。
[0020] 本发明实现了，能够在确定配适参数时，考虑由受试者的眼睛与眼镜架（在此具体为受试者的习惯性头部位置）的偏离所引起的视差。于是借助于根据本发明的方法建立的配适参数具体可以反映出以下事实：受试者的主视眼在观察物体时可以面朝物体，而所述受试者的另一只眼以相对于所述物体内凹的方式相对于所述主视眼
定位。
[0021] 不必以特定位置或取向来固持相机以使用根据本发明的方法来确定视远点、还以及配适参数。而是，相机获取受试者配戴眼镜架时所述受试者的面部就够了，所述获取方式为使受试者的图像包含：两只眼睛的瞳孔；还以及眼镜架的、使得能够在已知眼镜架几何形状的情况下通过对由相机获取的图像进行图像评估来建立眼镜架相对于相机像平面的相对位置的这些部分。
[0022] 接着可以例如通过对所获取的由所述受试者配戴的眼镜架的所述至少一部分的图像进行图像分析来建立所述眼镜架的、与所述像平面的位置相关的前倾角α’。具体而言，能够通过对所获取的由所述受试者配戴的眼镜架的所述至少一部分的图像进行图像分析来建立所述受试者的头部的头部旋转角β，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的。
[0023] 然而，由于位于像平面中的图像是与至少三个前目标标记物（相对于眼镜架是固定的）一起获取的，所以能够特别精确地确定视远点还以及另外的配适参数，其中这些前目标标记物中的至少一者被安排成相对于所述至少两个其他前目标标记物在空间上偏离地垂直于前侧。举例而言，这些前目标标记物可以在紧固至眼镜架上的测量支架上形成。于是，被安排在所述测量支架的前侧上的这三个目标标记物限定了空间坐标系。
[0024] 优选地，针对经矫正的前倾角，以下成立：α = α' - γ，并且针对经矫正的头部旋转角，以下成立：β' = β/cos (α' - γ)。
[0025] 有利的是，在根据本发明的方法中由数码相机来获取眼镜架的图像，所述相机包含倾斜度传感器，所述倾斜度传感器获取像平面关于水平轴线的倾斜度γ。
[0026] 举例而言，这个倾斜传感器可以是建立重
力方向的重力传感器。作为替代性
实施例，所述倾斜度传感器还可以被实施为评估地球
磁场方向的传感器。具体而言，所述倾斜度传感器还可以是评估地球磁场方向以及重力方向的传感器，例如组合式重力/磁场传感器。
[0027] 在此，如果测量支架联接至眼镜架上，则可以获取由受试者配戴的眼镜架的一部分的图像，所述测量支架具有前侧，所述前侧带有用于测量待测眼镜架的前倾角α的至少三个目标标记物，其中这些前目标标记物中的至少一者被安排成相对于所述至少两个其他前目标标记物在空间上偏离地垂直于所述测量支架的前侧。
[0028] 因此，根据由受试者配戴的眼镜架的至少一个部分的图像以及由此确定的视远点，能够例如作为配适参数确定以下各项：镜架尺寸（I，h，AzG [镜片之间的距离]）、瞳孔间距（PD，zR，zL）、中心距离（xR，yR，xL，yL）、前倾角偏斜度、面部形廓角、和/或所需的镜片毛坯直径。
[0029] 参考点优选地是受试者的眼睛的
角膜顶点。举例而言，可以通过基于反射的定中心来确定角膜顶点。然而，还可能的是，参考点是受试者的眼睛的瞳孔中心。举例而言，这个瞳孔中心可以通过计算机上的
图像处理来建立，或者可以由操作者（例如，配镜师）在受试者的眼睛的图像中确定。
[0030] 例如可以通过分析从侧面获得的受试者图像、例如正配戴着具有三个目标标记物的测量支架的受试者的图像，来在由相对于眼镜架固定的至少三个前目标标记物限定的坐标系中建立被安排在受试者上的至少一个参考点的已知位置，这三个目标标记物各自被安排在测量支架的两侧处以确定顶点距离和面部形廓角，如DE 10 2004 063 981 B4所描述的。具体而言，所分析的受试者图像可以是相机从侧面获取的受试者的图像。被安排在测量支架两侧上的这些目标标记物相对于前目标标记物被附接成基本上90°的角度。它们使得能够校准从侧面获得的受试者的图像，并且因此允许基于此类图像来测量顶点距离。
[0031] 然而，应注意的是，还可以通过所谓的PD标尺来测量受试者以确定顶点距离（HSA），以便接着在根据本发明的用于确定可接纳在眼镜架中的眼镜片的至少一个配适参数的方法中，将其考虑为在由相对于眼镜架限定的至少三个固定前目标标记物所限定的坐标系中被安排在受试者上的至少一个参考点的已知位置。应注意的是，在根据本发明的方法中，还可以从
数据库中读取作为多种多样受试者的平均值的顶点距离。具体应注意的是，这个平均值可以是例如某些受试者群体或某些受试者群体子组的顶点距离的平均值。
[0032] 可以例如通过预先确定所述虚拟枢转点离所述参考点的固定距离（A）来确定所述虚拟枢转点在由所述参考点固定的直线上的位置，所述参考点相对于所述相机或所述眼镜架以及所述观察方向的交叉点具有已知的位置。可以例如通过对所述相机获取的图像进行图像分析来建立所述受试者的眼睛的瞳孔间距PD，所述图像包含所述受试者的眼睛的瞳孔以及由所述受试者配戴的眼镜架的至少一部分。可以例如通过对所获取的由所述受试者配戴的眼镜架的所述至少一部分的图像进行图像分析，来建立所述相机的光轴与所述观察方向在竖直平面中的垂直投影形成的角度（δ）。
[0033] 同样可以通过对所述相机获取的图像进行图像分析（所述图像包含所述受试者的眼睛的瞳孔以及由所述受试者配戴的眼镜架的至少一部分），来建立所述眼睛的瞳孔的距离线与所述相机的光轴在所述眼睛的瞳孔的距离线所处的水平平面中的垂直投影的交叉点（Y）距所述眼睛的瞳孔的距离线与竖直平面的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛的瞳孔的距离线相交、并且垂直于所述镜架平面，所述眼镜架的竖直对称轴线位于所述竖直平面中。
[0034] 根据本发明的、用于确定可接纳在眼镜架中并且具有镜架平面的眼镜片上的视远点的系统包括相机，所述相机具有像平面、包括用于检测所述相机的像平面绕水平轴线的倾斜度的倾斜度传感器。在所述系统中，存在计算机单元，所述计算机单元包括：用于确定所述眼镜架的与所述像平面的位置相关的前倾角α’的装置；用于根据所获取的所述像平面相对于竖直方向所成的倾斜角γ来矫正所述眼镜架的前倾角α’以形成与所述竖直方向相关的前倾角α的装置；用于确定所述受试者的头部的头部旋转角β的装置，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的；以及用于根据所述像平面相对于所述竖直方向所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β以形成对应于所述相机的光轴的水平对准的经矫正的头部旋转角β’的装置。所述计算机单元包含用于确定所述受试者的观察方向与所述镜片平面的交叉点的装置。所述计算机单元还具有：用于将所述视远点确定为位于水平平面中的虚拟观察方向与所述镜架平面的交叉点的装置，通过所述装置，所述虚拟观察方向被确定为通过旋转以下直线而建立的虚拟直线的方向，所述直线是由被安排在所述眼睛上的参考点设定的，所述参考点相对于所述相机或所述眼镜架以及所述观察方向的交叉点具有已知的位置，通过将这条直线首先在眼睛内的位于离所述参考点一定距离处并且在这条直线上的虚拟枢转点处围绕平行于所述竖直方向的轴线旋转取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”，βOS”）。其次将这条直线在所述虚拟枢转点处围绕另外的轴线旋转取决于经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”）。所述另外的轴线与所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线平行。如果所述眼睛是所述受试者的右眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”），以下成立：tan βOD'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)，并且如果眼睛62是所述受试者68的左眼，则以下成立：tan βOS'' = (0.5 × PD × cos β' - YZ)/(D + HSA)。在此PD是所述受试者的眼睛的瞳孔间距。D + HSA是所述相机距所述眼睛的瞳孔的距离线所处的竖直平面相距的竖直距离。YZ是所述眼睛的瞳孔的距离线与所述相机的光轴在所述眼睛的瞳孔的距离线所处的水平平面中的竖直投影的交叉点（Y）距所述眼睛的瞳孔的距离线与竖直平面的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛的瞳孔的距离线相交，所述平面垂直于所述镜架平面，并且所述眼镜架的竖直对称轴线位于所述平面中。针对取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”），以下成立：α'' = -(γ + δ)，其中δ是所述相机的光轴与所述观察方向在所述相机的光轴所处的竖直平面中的垂直投影形成的角度。
[0035] 所述用于确定所述眼镜架的与所述像平面的位置相关的前倾角α’的装置；所述用于根据所获取的所述像平面相对于竖直方向所成的倾斜角γ来矫正所述眼镜架的前倾角α’以形成与所述竖直方向相关的前倾角α的装置；以及所述用于确定所述受试者的头部的头部旋转角β的装置，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的；还以及所述用于根据所述像平面相对于所述竖直方向所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β以形成对应于所述相机的光轴的水平对准的经矫正的头部旋转角β’的装置和所述用于通过分析位于所述像平面中的所述图像、考虑对应于所述相机的光轴的水平对准的所述经矫正的头部旋转角β’来确定所述至少一个配适参数的装置，可以被实施为具有被加载到计算机单元中的计算机程序的计算机单元。对应的陈述适用于确定受试者的观看方向与镜架平面的交叉点的装置以及用于确定视远点的装置。
[0036] 所述相机可以被集成到平板电脑和/或蜂窝电话中，其中所述计算机单元优选地被实施为连接所述平板电脑和/或所述蜂窝电话的
服务器。以此方式能够确保用于评估所获取图像的计算时间短。
[0037] 由于所述平板电脑和/或所述蜂窝电话与所述服务器无线通信，所以能够记录由受试者配戴的眼镜架在其最大可能移动
自由度时的一部分的图像。
[0038] 根据本发明的计算机程序尤其包含以下程序代码：所述程序代码用于当所述计算机程序在如上文所描述的系统的计算机单元中运行时，执行上文所描述的用于确定可接纳在眼镜架中的眼镜片的视远点、以及优选地至少一个配适参数的方法中的以下指定的方法步骤：
[0039] 当受试者以至少一只眼睛穿过所述镜架平面的观察方向看向具有光轴的相机时，由所述相机来获取所述受试者配戴的眼镜架的至少一部分的位于像平面内的图像，所述图像包含所述受试者的眼角的瞳孔；
[0040] 确定所述眼镜架的与所述像平面的位置相关的前倾角α’；
[0041] 根据所获取的所述像平面相对于竖直方向所成的倾斜角γ，来矫正所述前倾角α’以形成与所述竖直方向相关的前倾角α；
[0042] 建立所述受试者的头部的头部旋转角β，所述头部旋转角是由所述相机的光轴与同所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相垂直的平面形成的；
[0043] 根据所述像平面相对于所述竖直方向所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β，以形成对应于所述相机的光轴的水平对准的经矫正的头部旋转角β’；
[0044] 通过分析位于所述像平面中的所述图像、考虑对应于所述相机的光轴的水平对准的所述经矫正的头部旋转角β’来如下地确定所述视远点：
[0045] 通过图像评估来确定所述观察方向与所述镜架平面的交叉点；并且
[0046] 将所述视远点确定为位于水平平面中的虚拟观察方向与所述镜架平面的交叉点，其中所述虚拟观察方向被确定为通过旋转以下直线而建立的虚拟直线的方向，所述直线是由被安排在所述眼睛上的参考点设定的，所述参考点相对于所述相机或所述眼镜架以及所述观察方向的交叉点具有已知的位置，通过将这条直线首先在眼睛内的位于离所述参考点一定距离处并且在这条直线上的虚拟枢转点处围绕平行于所述竖直方向的轴线旋转取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”，βOS”），并且通过其次将这条直线在所述虚拟枢转点处围绕与所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线相平行的另外的轴线旋转取决于经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”）。
[0047] 如果所述眼睛60是所述受试者68的右眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”），以下成立：tan βOD'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。
[0048] 如果所述眼睛62是受试者68的左眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOS”），以下成立：tan βOS'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。
[0049] 在此PD是所述受试者的眼睛的瞳孔间距，D + HSA是所述相机距所述眼睛的瞳孔的距离线所处的竖直平面相距的竖直距离，并且YZ是所述眼睛的瞳孔的距离线与所述相机的光轴在所述眼睛的瞳孔的距离线所处的水平平面中的竖直投影的交叉点（Y）距所述眼睛的瞳孔的距离线与竖直平面的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛的瞳孔的距离线相交，所述平面垂直于所述镜架平面，并且所述眼镜架的竖直对称轴线位于所述平面中。
[0050] 针对取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”），以下成立：α'' = -(γ + δ)，其中δ是所述相机的光轴与所述观察方向在所述相机的光轴所处的竖直平面中的垂直投影形成的角度。
[0051] 根据本发明的计算机程序还可以包含用于出于确定顶点距离（HSA）的目的通过图像评估来分析从侧面获得的、具有至少三个侧目标标记物的受试者记录的程序代码，所述至少三个侧目标标记物相对于眼镜架是固定并且限定了另外的坐标系。
[0052] 在下文中，将在
附图中以示意性方式描绘的示例性实施例的
基础上更加详细地解释本发明。
[0053] 详细地是：
[0054] 图1从顶部示出了用于确定被接纳在眼镜架中的眼镜片的配适参数的系统的视图，所述系统具有测量支架以及相机；
[0055] 图2示出了用于确定配适参数的系统的侧视图；
[0056] 图3示出了眼镜架的顶视图；
[0057] 图4示出了眼镜架的侧视图；
[0058] 图5a和图5b示出了在眼镜架没有前倾偏斜的情况下，测量支架的前目标标记物的视图；
[0059] 图6a和图6b示出了在眼镜架具有前倾偏斜的情况下，测量支架的前目标标记物的视图；并且
[0060] 图7a和图7b示出了针对受试者的头部位置，测量支架的前目标标记物的视图，其中所述受试者没有看向相机。
[0061] 图1所示的系统10允许使用者确定第一眼镜片12和第二眼镜片14的按标准EN ISO 13666限定的视远点11、11’以及另外的配适参数，这些眼镜片旨在被固持在已经适配于眼镜配戴者的解剖学的眼镜架16中。为此，系统10包括测量支架18，所述测量支架可以可拆卸地紧固至眼镜架16上。举例而言，测量装置18可以具有如DE 10 2004 063 981 B4中所描述的设置。
[0062] 为了与不同的镜架几何形状相适配，测量支架18具有一个可调整
横杆20以及两个可调整肢部（未示出），这两个可调整肢部是可枢转移动地安装的。可以通过安排在横杆20和可调整肢部上的眼睛接收座来将测量支架18夹紧到眼镜架16上。
[0063] 在其前侧19处，测量支架18配备有左侧前目标标记物22、中央前目标标记物24、以及右侧前目标标记物26。这些前目标标记物22、24、26被安排在横杆20的区域中。在此，左侧前目标标记物22和右侧前目标标记物26相对于中央前目标标记物24以内凹的方式被定位。这些前目标标记物22、24、26限定了坐标系27，所述坐标系相对于测量支架18以及测量支架
18所连接的眼镜架16是固定的。
[0064] 图2是系统10的侧视图。在各自情况下，测量支架18在其左侧和右侧上具有三个侧目标标记物28、30、32，所述侧目标标记物被安排在这两个可调整肢部与横杆20之间。这些侧目标标记物28、30、32限定了另外的坐标系33，所述另外的坐标系与测量支架18和眼镜架16的坐标系27相参照。如图2所示，测量支架18的侧目标标记物28相对于侧目标标记物30、
32沿坐标系33的x方向以内凹的方式被定位。
[0065] 图3是镜架平面的顶视图、并且其中示出了眼镜架16的竖直对称轴线74以及眼镜架16中的眼镜片12、14的不同配适参数。图4示出了眼镜架和受试者的眼睛的侧视图。
[0066] 为了确定视远点11、11’和另外的配适参数，在图1和2所示的系统10中以数字方式获取了由受试者68配戴的眼镜架16的一部分。为此，系统10具有包含相机36的平板电脑34。平板电脑34具有触敏图像屏幕38。相机36具有成像光学器件38、并且包含被安排在相机像平面42中的图像传感器40。
[0067] 平板电脑34包含倾斜度传感器44，通过所述倾斜度传感器可以检测相机像平面42相对于重力方向46的倾斜角γ。当使用相机36来记录受试者68配戴的眼镜架16中、受试者所配戴的眼镜架16的部分的图像时，倾斜度传感器44使得能够检测相机像平面42相对于竖直重力方向46的倾斜度，即它使得能够确定相机像平面42绕平行于相机像平面42的水平轴线43的倾斜度。平板电脑34包含用于获取具有相关联的相机像平面42倾斜角γ的图像的应用程序（app）。
[0068] 系统10具有被实施为服务器计算机的计算机单元48。计算机单元48通过WLAN传输技术与平板电脑34无线地连接。针对平板电脑34中的相机36所记录的图像，计算机单元48获得通过图像传感器40获取的数字图像数据、并且获得相机像平面42相对于重力方向46的倾斜角γ。
[0069] 计算机单元48包含用于确定配适参数的计算机程序。所述计算机程序具有计算
算法，通过所述计算算法，通过对受试者配戴的眼镜架16的、连接了测量支架18的这部分的图像进行数字图像分析（即，通过图像评估），来建立眼镜架16的与重力方向46相关的前倾角α以及与相机36的光轴50相关的头部旋转角β，所述测量支架包含被安排在其横杆20处的三个前目标标记物22、24、26。因此，头部旋转角β是相机36的光轴50与平面52形成的角度，所述平面垂直于受试者68的眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54、即垂直于受试者68的眼睛60、62之间的虚构
连接线。
[0070] 在此，根据前目标标记物22、24、26在相机36的像平面42中的位置来计算眼镜架16的前倾角α以及头部旋转角β。在此采用了以下事实：中央前目标标记物24与测量支架18的前目标标记物22和26所处的平面相距距离B，如图5a和5b所示。
[0071] 如果具有测量支架18的眼镜架16相对于竖直方向46具有前倾角α = 0°，并且如果γ = 0同样适用于相机36的像平面42相对于竖直方向46的倾斜角γ的话，则实现了相机36获取如其中所述标记物位于假想连接线66上（如图5a所示）的前目标标记物22、24、26的图像。然而，如果眼镜架16相对于竖直方向46倾斜，如图6b所示，相机36在相机36像平面42获取的中央前目标标记物24的图像相对于在前目标标记物22的图像与前目标标记物26的图像之间的虚构连接线66偏离了值A，如图6a可以看到。因此，根据前目标标记物24距前目标标记物22、26的连接线的已知距离B，可以将所寻求的前倾角α建立为α = arctan(A/B)。
[0072] 如果相机36的像平面42相对于平行于像平面42的水平轴线倾斜了对应角度γ，则所述计算机程序仍然根据由倾斜度传感器44检测到的角度γ来矫正眼镜架16相对于所述相机的像平面42的基于与竖直方向46相关的前倾角α相关的上述关系而建立的前倾角α’。
[0073] 如果相机36的光轴50包括与平面52所成的头部旋转角β > 0，则中央前目标标记物24在相机36的像平面42中的、由相机36检测到的图像就图7a的视图而言同样在前目标标记物22的图像与前目标标记物26的图像之间移位了值C，如在图7a和图7b中可以看到。在此，针对与竖直方向46相关的部旋转角β'，以下成立：β' = arctan(C/B(cos(α'-γ))。
[0074] 根据前目标标记物22、24和26在相机36的像平面42中的、通过图像评估而建立的相对位置，计算机单元48中的计算机程序于是基于其来计算头部旋转角β。
[0075] 如果相机36的像平面42绕平行于像平面42的水平轴线倾斜了对应角度γ，则所述计算机程序根据倾斜度传感器44检测到的角度λ来矫正基于上述关系而建立的头部旋转角β以形成经矫正的头部旋转角β’，所述经矫正的头部旋转角与所述相机的光轴50的水平对准相对应。因此，经矫正的头部旋转角β’是相机36的光轴50在一个水平平面中的垂直投影50’（图1所示）与垂直于受试者68的眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54的总体竖直平面52形成的角度。
[0076] 接着，所述计算机程序用于将由受试者68配戴的眼镜架16的、连接了测量支架18（所述测量支架包含被安排在其横杆20上的三个前目标标记物22、24、26）的这部分的图像，转换成根据相机36的像平面42绕水平轴线43的倾斜角γ和相机的光轴50的水平对准相对应的经矫正的头部旋转角β’而经校正的数据图像记录，使得这个图像记录于是对应于受试者看向相机36并且相机36的像平面42精确地竖直对准的相机图像。在这种转换中，所述计算机程序考虑了测量支架18、眼镜架16以及受试者的眼睛60、62的瞳孔56、58距相机36的不同距离，如以下所述：
[0077] 通过图像评估，所述计算机程序确定受试者68的右眼60或左眼62的观察方向17或17’与眼镜架16的镜架平面69的交叉点15或15’（图1所示）。将视远点11或11’确定为位于水平平面51中的虚拟观察方向53、53’与所述镜架平面69的交叉点。
[0078] 在此，虚拟观察方向53或53’被确定为虚拟直线53v或53v’的方向，所述方向根据直线53g或53g’关于虚拟枢转点55或55’旋转获得。直线53g或53g’对应于受试者的右眼60或左眼62的观察方向。直线53g或53g’是由被安排在眼睛60、62上的参考点72或72’设定的，所述参考点相对于所述相机36或所述眼镜架16以及所述观察方向17或17’的交叉点15或15’具有已知的位置。为了将直线53g或53g’转换成虚拟直线53v或53v’，将这条直线53g或
53g’首先在眼睛60、62内的位于离所述参考点72或72’一定距离处并且在这条直线53g或
53’g上的虚拟枢转点55、55’处围绕平行于所述竖直方向46的轴线46’旋转取决于经矫正的头部旋转角β’的第一角度βOD”或βOS”。虚拟枢转点55或55’位于直线53g或53g’上、并且距离参考点72或72’预定距离E或E’（图1可见）。举例而言，针对距离E和距离E’，以下成立：E = E’ = 15.5 mm或者E = E’ = 12.5 mm。
[0079] 其次，将这条直线53g或53g’在所述虚拟枢转点55、或55’处绕与所述受试者的眼睛的瞳孔的距离线平行的另外的轴线旋转取决于经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”）。在此，如果眼睛60是受试者68的右眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOD”），以下成立：tan βOD'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。如果所述眼睛62是受试者68的左眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度（βOS”），以下成立：tan βOS'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。PD是受试者68的眼睛的瞳孔间距，并且其中D + HSA是相机36距所述眼睛60或62的瞳孔的距离线54所处的竖直平面
70的竖直距离。YZ是所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54与所述相机36的光轴50在所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54所处的水平平面51’中的竖直投影50’的交叉点（Y）距所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54与竖直平面52’的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54相交，所述平面垂直于所述镜架平面69，并且所述眼镜架16的竖直对称轴线74位于所述平面中。在此针对取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”），以下成立：α'' = -(γ + δ)。δ是所述相机36的光轴50与所述观察方向
17、17’在所述相机36的光轴50所处的竖直平面中的垂直投影形成的角度。
[0080] 为了确定视远点，所述计算机程序优选地考虑了测量支架18相对于眼镜架16的镜架平面69的位置（图1和图2所示），所述镜架平面如DE 10 2004 063 981 B4中所描述的在结构上是预先确定的并且因此是已知的。此外，所述计算机程序优选地考虑了以下顶点距离HSA：所述顶点距离是依据标准EN ISO 13666:2012、作为相对于受试者68固定的参考点72、72’在由相对于眼镜架16固定的三个前目标标记物22、24、26限定的坐标系27中的或者在与眼镜架16或相机36相参照的坐标系（在此未示出）中的已知位置而限定的。为此，顶点距离HSA可以例如从数据库读取到并且馈送至所述计算机程序。具体而言，所述顶点距离可以对应于不同受试者68的平均值，例如对应于某些受试者群体或某些受试者群体子组的平均值。作为其替代方案，还可以提供的是使得所述计算机程序包含顶点距离（HSA），所述顶点距离是在测量支架18紧固至眼镜架16上时、在前一次测量中通过PD标尺确定的或者通过图像评估来分析从侧面得到的受试者68记录来确定的。因此，所述计算机程序出于确定视远点11、11'的目的考虑了由相机36获取的受试者68的图像中的视差，所述视差的原因是在受试者68的眼睛60、62与眼镜架16的镜架平面69之间有限距离。这实现了，可以根据被安排在测量支架18和眼镜架16上的点在相机36的像平面42中的图像、并且根据被安排在受试者
68上的参考点72、72'在相机36的像平面42中的图像，来推导出受试者68相对于相机36的精确头部位置。
[0081] 应该注意的是，还可以将参考点72、72’定义为受试者68的眼睛60、62的瞳孔中心，所述瞳孔中心是通过图像评估或者由配镜师在包含受试者68的眼睛60、62的图像中单独设置而建立的。
[0082] 接着根据视远点以及通过图像评估根据所获取图像来执行确定配适参数。
[0083] 为了确定受试者68的配适参数，系统10的使用者在获取由受试者68配戴的眼镜架16的、在眼镜架16上组装了测量支架18的这部分的图像时具有很大的自由度。这是因为在根据本发明的用于确定可接收在眼镜架中的眼镜片的至少一个配适参数的方法中，不必使平板电脑34的相机36的成像光学器件38的光轴50的方向指向受试者68的头部。具体地，发明人可以示出，即使以下适用于与平板电脑34的相机36的像平面42的竖直方向46所成的倾斜角γ：-20° ≤ γ ≤ 20°，系统10中对于检测眼镜片配适参数的准确性也不受影响。
[0084] 应注意的是，在根据本发明的替代性实施例中，可以提供的是使得，通过在所述图像评估中考虑眼镜架16的已知几何形状，仅通过对眼镜架16的图像的图像评估来建立眼镜架16相对于相机36的像平面42的前倾角α、以及头部旋转角β，而无需将具有前目标标记物22、24、26的测量支架18应用于眼镜架16。
[0085] 在系统10中，考虑到倾斜角γ，还可以将距离视点作为配适参数来确定。能够根据在所获取图像中受试者看向相机经过的点来确定视远点PR/（L 右/左中心点）。同样能够确定视近点NR/L（右/左近视点），所述视近点与视远点PR/L一起限定了渐变镜片。除了视近点NR/L之外，还能够确定受试者68的眼睛60、62在看向远处时的观看方向与看向近处时（例如，阅读时）的观看方向之间的角度ε。具体而言，为了确定配适参数，系统10不需要通过附加的另外的相机、或者与附加的另外的相机一起来获取阅读情形并且随后进行评估。
[0086] 由于如上文所描述的系统10的计算机单元48的计算机程序考虑了顶点距离HSA，所述顶点距离是依据标准EN ISO 13666:2012、作为相对于受试者68固定的参考点72、72’在由相对于眼镜架16固定的三个前目标标记物22、24、26所限定的坐标系27中的已知位置而限定的，因此能够——在当所述受试者68直视相机36而处于其习惯性头部位置并且因此保持头部而根据其主视眼轻微转动时通过系统10来确定视近点时—确认所述近视点的实际位置偏离了关于鼻腔对称移位的位置。
[0087] 系统10的计算机单元48中的计算机程序的计算算法被配置成其方式为使得使用所述算法不仅能够确定眼镜架的前倾角α（前倾偏斜度）、而且替代性地或额外地还确定镜架尺寸（I，h，AzG [镜片之间的距离]）、瞳孔间距离（PD，zR，zL）、中心距离（xR，yR，xL，yL）、面部形廓角、以及所需镜片毛坯直径。当受试者配戴具有固定在其上的测量支架18的眼镜架16时，所述计算机程序可以根据从侧面获得的受试者68的记录在计算机单元48中确定顶点距离（HSA）。
[0088] 总之，尤其应记录本发明的以下特征：在用于确定眼镜片12、14上的视远点的方法中，所述眼镜片可接纳在眼镜架16中并且具有镜架平面69，当受试者68以至少一只眼睛60、62穿过所述镜架平面69的观察方向17、17’看向具有光轴50的相机36时，由所述相机36来获取所述受试者68配戴的眼镜架16的至少一部分的位于像平面42内的图像，所述图像包含所述受试者68的眼睛60、62的瞳孔56、58。在此过程中，建立了所述眼镜架16的与所述像平面
42的位置相关的前倾角α’。根据所获取的所述像平面42相对于竖直方向46所成的倾斜角γ，来矫正所述前倾角α’以形成与所述竖直方向46相关的前倾角α。建立所述受试者68的头部的头部旋转角β，所述头部旋转角是由所述相机36的光轴50与同所述受试者68的眼睛60、
62的瞳孔56，58的距离线54相垂直的平面形成的，并且根据所述像平面42相对于所述竖直方向46所成的检测到的倾斜角γ来矫正所述头部旋转角β，以形成对应于所述相机36的光轴50的水平对准的经矫正的头部旋转角。接着通过图像评估来确定观察方向17、17’与所述镜架平面69的交叉点15’，并且由此将视远点11、11’确定为位于水平平面51中的虚拟观察方向53、53’与所述镜架平面69的交叉点。所述虚拟观察方向53、53’被确定为通过旋转以下直线53g、53’g而建立的虚拟直线53v、53v’的方向，所述直线是由被安排在所述眼睛60、62上的参考点72、72’设定的，所述参考点相对于所述相机36或所述眼镜架16以及所述观察方向17、17’的交叉点15、15’具有已知的位置。为此，将这条直线53g、53’g首先在眼睛60、62内的位于离所述参考点72、72’一定距离处并且在这条直线53g、53g’上的虚拟枢转点55、55’处围绕平行于所述竖直方向46的轴线46’旋转取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度βOD”、βOS”。其次将这条直线53g、53g’在所述虚拟枢转点55、55’处围绕与所述受试者68的眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54相平行的另外的轴线47旋转取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度（α”）。如果所述眼睛60是所述受试者68的右眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度βOD”，以下成立：tan βOD'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。如果所述眼睛62是受试者68的左眼，则针对取决于所述经矫正的头部旋转角（β’）的第一角度βOS”，以下成立：tan βOS'' = (0.5 × PD × cos β' + YZ)/(D + HSA)。
在此PD是所述受试者68的眼睛的瞳孔间距。其中D + HSA是相机36距所述眼睛60、62的瞳孔的距离线54所处的竖直平面70的竖直距离。YZ是所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54与所述相机36的光轴50在所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54所处的水平平面51’中的竖直投影50’的交叉点（Y）距所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54与竖直平面52’的交叉点（Z）的偏离量，所述竖直平面与所述眼睛60、62的瞳孔56、58的距离线54相交，所述平面垂直于所述镜架平面69，并且所述眼镜架16的竖直对称轴线74位于所述平面中。针对取决于所述经矫正的前倾角（α）的另外的角度α”，以下成立：α'' = -(γ + δ)，其中δ是所述相机36的光轴50与所述观察方向17、17’在所述相机36的光轴50所处的竖直平面中的垂直投影形成的角度。
[0089] 参考号清单：
[0090] 10 系统
[0091] 11，11’ 视远点
[0092] 12，14 眼镜片
[0093] 15，15’ 交叉点
[0094] 16 眼镜架
[0095] 17，17’ 观看方向
[0096] 18 测量支架
[0097] 19 前侧
[0098] 20 横杆
[0099] 22，24，26 前目标标记物
[0100] 27 坐标系
[0101] 28，30，32 侧目标标记物
[0102] 33 坐标系
[0103] 34 平板电脑
[0104] 36 相机
[0105] 38 成像光学器件/图像屏幕
[0106] 40 图像传感器
[0107] 42 像平面
[0108] 43 水平轴线
[0109] 44 倾斜度传感器
[0110] 46 竖直方向
[0111] 46’ 平行于竖直方向的轴线
[0112] 47 垂直于轴线46‘和平面52的轴线
[0113] 48 计算机单元
[0114] 50 光轴
[0115] 50' 光轴的投影
[0116] 51，51’ 水平平面
[0117] 52 竖直平面
[0118] 52' 经过眼镜架的对称轴线的竖直平面
[0119] 53，53’ 虚拟观察方向
[0120] 53g，53g’ 直线
[0121] 53v，53v’ 经过眼睛的枢转点的虚拟直线
[0122] 54 瞳孔的距离线
[0123] 55，55’ 虚拟枢转点
[0124] 56，58 瞳孔
[0125] 60，62 眼睛
[0126] 66 连接线
[0127] 68 受试者
[0128] 69 镜架平面
[0129] 70 竖直平面
[0130] 72，72’ 参考点
[0131] 74 眼镜架的竖直对称轴线
[0132] α 与竖直方向相关的前倾角
[0133] α' 与相机像平面相关的前倾角
[0134] α'' 旋转角度
[0135] β 头部旋转角
[0136] β’ 经矫正的头部旋转角
[0137] βOS” 旋转角度
[0138] γ 相机像平面相对于竖直面的倾斜角
[0139] A，B，C，D 距离
[0140] HSA 顶点距离
[0141] E，E’ 分别在左眼和右眼上的虚拟枢转点与参考点之间的距离[0142] Y，Z 点
[0143] YZ 点Y距点Z的距离
