專利名稱：與配眼鏡相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配眼鏡。特別地，本發(fā)明涉及眼鏡鏡片與眼鏡佩戴者的眼睛的瞳孔的 正確對(duì)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
在配眼鏡時(shí)重要的是確保所配鏡片的光心相對(duì)于患者的瞳孔正確地定位。理想地，鏡片光心應(yīng)位于在患者瞳孔中心上。當(dāng)該鏡片是變焦鏡片時(shí)這是特別重要的。鏡片的 光心位置還取決于正在調(diào)配的眼鏡的功能(例如，近視或遠(yuǎn)視)。例如，閱讀眼鏡鏡片的光 心相比于用于遠(yuǎn)視的鏡片光心更接近眼鏡的橋。如果鏡片的光心未準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，則該鏡片的 有效性降低。當(dāng)前的眼鏡調(diào)配過(guò)程包括手動(dòng)獲得鏡片光心的最佳位置。通常，一旦患者選擇一 副鏡架，則眼鏡商將使用固定的標(biāo)記標(biāo)示出當(dāng)患者佩戴該眼鏡時(shí)容納在鏡架中的毛坯上的 患者瞳孔位置。眼鏡商通常通過(guò)肉眼判斷患者瞳孔位置，或者他們可使用測(cè)量設(shè)備。該測(cè) 量設(shè)備可以是尺或更專用的設(shè)備，諸如在美國(guó)專利No. 4，131，338中公開的設(shè)備。一旦眼鏡 商標(biāo)示出其認(rèn)為是鏡片光心的最佳位置的位置，則隨后將包括標(biāo)記毛坯的眼鏡發(fā)送到鏡片 制造商以生產(chǎn)和裝配鏡片。清楚的是，上述使鏡片光心對(duì)準(zhǔn)的方法遠(yuǎn)非完美的。對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性可受許多參數(shù) 的影響，例如，眼鏡商獲得或測(cè)量瞳孔位置時(shí)患者眼睛的移動(dòng)，尤其是眼鏡商的技能。已開發(fā)了許多設(shè)備用于嘗試提高患者瞳孔上的光心對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。例如，英國(guó)專 利No. 885，429描述了一種用于測(cè)量眼鏡佩戴者的瞳孔相互之間的距離以及離開其鼻梁的 距離的設(shè)備。被稱為“瞳孔測(cè)量?jī)x”的更近期的設(shè)備已由諸如Essilor Limited,NIDEK Co.， Ltd.和Hoya的公司商業(yè)化。瞳孔測(cè)量?jī)x測(cè)量患者的瞳孔距離。該瞳孔距離是從患者的一 個(gè)眼睛的瞳孔中心到該患者的另一眼睛的瞳孔中心的距離。然而，上述瞳孔測(cè)量?jī)x未能足 夠準(zhǔn)確地測(cè)量瞳孔距離以正確地確定患者瞳孔上的光心的位置。而且，瞳孔測(cè)量?jī)x未測(cè)量 相對(duì)于鏡片光心的瞳孔距離和瞳孔中心位置或者眼鏡架的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于一種預(yù)期用于獲得相對(duì)于所選眼鏡架的關(guān)于患者瞳孔中心的尺寸信 息的設(shè)備和方法。針對(duì)該背景，本發(fā)明在于一種用于使鏡片與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的設(shè)備，該設(shè)備包括用 于捕獲和存儲(chǔ)佩戴眼鏡的患者的圖像的裝置；和處理裝置，其用于在該圖像上確定患者瞳 孔中心，并且在顯示器上標(biāo)示出鏡片在該患者眼睛上的位置，其中該鏡片的光心與該患者 的瞳孔對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明基于數(shù)字圖像捕獲和圖像識(shí)別技術(shù)。不同于使用尺，例如，眼鏡商捕獲佩戴 眼鏡的患者的圖像并且該設(shè)備自動(dòng)地識(shí)別瞳孔中心并計(jì)算到鏡架邊緣的距離。在例如彩色 打印輸出裝置上輸出該信息用于傳送到鏡架裝片人員或制造商。
該設(shè)備有利地利用數(shù)字技術(shù)來(lái)替換調(diào)配眼鏡架過(guò)程中的手動(dòng)測(cè)量的不精確過(guò)程 來(lái)增加準(zhǔn)確性。這導(dǎo)致關(guān)于患者的視覺(jué)質(zhì)量改進(jìn)并且因此較少的眼鏡被退回眼鏡商。本發(fā) 明提供了一種簡(jiǎn)單的“瞄準(zhǔn)并拍攝”數(shù)據(jù)校正過(guò)程，這意味著本發(fā)明的用戶可以是相對(duì)不熟 練的。例如，本發(fā)明的方法不依賴于有資格的眼鏡商的獲得。優(yōu)選地，該處理裝置包括用于加強(qiáng)圖像中的邊緣的邊緣增強(qiáng)算法和/或用于檢測(cè) 圖像中的圓形的圓識(shí)別算法和/或用于檢測(cè)圖像中的陰暗區(qū)域的陰暗識(shí)別算法和/或用于 檢測(cè)圖像中的患者瞳孔中心的算法?？商孢x地，該處理裝置可包括紅眼光源，其中該紅眼光源可以是標(biāo)準(zhǔn)的相機(jī)閃光 燈。該設(shè)備可包括用于比較標(biāo)準(zhǔn)圖像和“紅眼”圖像的比較裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，該設(shè)備包括用于計(jì)算從該設(shè)備到該患者的距離的距離測(cè)量裝置。
該距離測(cè)量裝置可包括被定位為分開已知的距離的雙光學(xué)組件，和用于使用立體 成像法來(lái)計(jì)算從該設(shè)備到該患者的距離的光學(xué)處理裝置?？商孢x地，該距離測(cè)量裝置包括 單光學(xué)組件，其中該組件是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的；和焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其被布置為驅(qū)動(dòng)該組件以獲得清 晰圖像；其中該單光學(xué)組件通過(guò)該焦點(diǎn)檢測(cè)裝置校準(zhǔn)，由此計(jì)算從該設(shè)備到該患者的距離。 可替選地，該距離測(cè)量裝置包括用于發(fā)射超聲信號(hào)的超聲發(fā)射器和用于接收超聲信號(hào)的超 聲接收器，以及包括用于計(jì)算從該設(shè)備到該患者的距離的超聲處理裝置?？商孢x地，該距離 測(cè)量裝置包括疊置在該顯示器上的瞄準(zhǔn)導(dǎo)向裝置。優(yōu)選地，該設(shè)備包括用于在該圖像上標(biāo)示出用于鏡片的眼鏡架的邊緣的裝置。優(yōu)選地，該設(shè)備包括會(huì)聚(convergence)防止裝置。該會(huì)聚控制單元可包括激光 斑點(diǎn)生成裝置?？商孢x地，該會(huì)聚控制單元可包括第一光源和第二光源?？商孢x地，該會(huì)聚 控制單元可包括反射表面?？商孢x地，該會(huì)聚控制單元可包括用于校正會(huì)聚的處理裝置。優(yōu)選地，該設(shè)備包括用于檢測(cè)該設(shè)備的定向或縮放圖像的定向檢測(cè)器。該定向檢 測(cè)器可以是電磁傾斜傳感器或加速度計(jì)。優(yōu)選地，該設(shè)備包括光標(biāo)鍵和選擇鍵，用于使光標(biāo)在該設(shè)備的顯示器上移動(dòng)以標(biāo) 示出眼鏡架的邊緣。優(yōu)選地，該設(shè)備被布置為計(jì)算圖像上的尺寸。該尺寸可以是鏡架基準(zhǔn)、豎直基準(zhǔn)、 PD、HI、H2、H3和MDBL中的一個(gè)或多個(gè)。優(yōu)選地，該設(shè)備被布置為計(jì)算視角傾斜。優(yōu)選地， 該設(shè)備被布置為在圖像上的患者眼睛上疊置圓，即表示鏡片的圖像。根據(jù)另一方面，本發(fā)明在于一種系統(tǒng)，其包括如上文所述的設(shè)備；可與該設(shè)備接合 的塢站，其被布置為與該設(shè)備通信并且向其提供電力；和打印輸出設(shè)備。優(yōu)選地，該打印輸出設(shè)備被布置為打印與該顯示器上的圖像對(duì)應(yīng)的輸出文件。根據(jù)另一方面，本發(fā)明在于一種用于使鏡片與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的方法，該方法包括 捕獲佩戴眼鏡的患者的圖像并且將其存儲(chǔ)在設(shè)備上；處理該圖像以確定患者的瞳孔中心； 并且在該設(shè)備的顯示器上標(biāo)示出鏡片光心在患者瞳孔上的正確位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，該方法可包括引導(dǎo)患者處于無(wú)限遠(yuǎn)凝視。在另一優(yōu)選實(shí)施例中， 該方法包括該設(shè)備的用戶改變圖像中的鏡片的位置。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括測(cè) 量從該設(shè)備到該患者的距離。該方法可包括使用從該設(shè)備到該患者的距離縮放該圖像。該方法可包括在圖像上標(biāo)示出眼鏡的邊緣。該方法還可包括從顯示器上示出的鏡片毛坯選項(xiàng)來(lái)選擇鏡片毛坯，并且可從互聯(lián)網(wǎng)下載該毛坯。該方法可包括計(jì)算該圖像上的尺寸，并且該尺寸可以是鏡架基準(zhǔn)、豎直基準(zhǔn)、PD、 H1、H2、H3和MDBL中的一個(gè)或多個(gè)。該方法還可包括將鏡片類型及其相對(duì)于眼鏡的位置傳送到制造商。有利地，按照患者的配鏡報(bào)告制造鏡片并且可通過(guò)用于裝片的圓形形式將該鏡片 返回眼鏡商(根據(jù)眼鏡架的形狀切割鏡片的過(guò)程)或者該鏡片已裝配在鏡架中。重要的是， 眼鏡商定制最適合所選眼鏡架的鏡片直徑以便于使鏡片邊緣厚度最小。當(dāng)前的慣例是眼鏡 商通過(guò)將鏡架與鏡片制造商提供的打印模板比較，估計(jì)所需鏡片直徑。然而，本發(fā)明的方法 也可包括計(jì)算鏡片厚度。本發(fā)明可與PC通信以容易和便利地使用。


為了更加容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)將參考僅作為示例的附圖，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量和記錄瞳孔間距離的系統(tǒng)的視圖；圖2a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的手持設(shè)備的頂視圖；圖2b是圖2a中示出的手持設(shè)備的前視圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的手持設(shè)備的透視圖；圖3b是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖3a中示出的手持設(shè)備的分解視圖；圖4a是圖示根據(jù)本發(fā)明的圖像捕獲方法的流程圖；圖4b是圖示根據(jù)本發(fā)明的確定瞳孔位置的方法的流程圖；圖5a是圖示用于建立眼鏡鏡片的光心的正確位置的人臉上的測(cè)量點(diǎn)的示圖；圖5b是圖示確定相對(duì)于患者的眼鏡的患者瞳孔中心的方法的流程圖；并且圖6a和6b圖示了由本發(fā)明獲得的打印輸出。
具體實(shí)施例方式圖1中示出了用于測(cè)量和記錄患者瞳孔相對(duì)于患者佩戴的眼鏡鏡片的位置的系統(tǒng)2。系統(tǒng)2包括手持設(shè)備4 ；用于手持設(shè)備4的塢站6，該塢站6結(jié)合有用于從塢站6提 供電力以對(duì)手持設(shè)備4的電池30(圖3中示出)再充電的接口 10并且便于手持設(shè)備4和 塢站6之間的數(shù)據(jù)通信；以及打印輸出設(shè)備8。通過(guò)參考圖2a和2b更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的手持設(shè)備4。在外 殼12中安裝有第一光學(xué)鏡片組件14a和第二光學(xué)鏡片組件14b，它們還被稱為“雙光學(xué)組 件”，每個(gè)組件包含鏡片13 (圖3a中示出)，鏡片13可具有自動(dòng)或固定焦點(diǎn)組件。在每個(gè)組 件14a、14b后方且外殼12內(nèi)部安裝有CM0S/C⑶圖像傳感器模塊15 (圖3b中示出)；顯示 窗口 20，在顯示窗口 20后方且外殼12內(nèi)部具有IXD顯示模塊22 (圖3b中示出)，可通過(guò) 顯示窗口 20觀看IXD顯示模塊22 ；光標(biāo)鍵24a、選擇鍵24e和圖像捕獲鍵24b，用于操作和 控制手持設(shè)備4 ；和會(huì)聚控制單元19。將通過(guò)參考圖3a和3b描述本發(fā)明的第二實(shí)施例?，F(xiàn)將描述第一和第二實(shí)施例中 包含的特征。外殼12中容納有電子PCB組件28、存儲(chǔ)器(未示出)和電池30，該電子PCB 組件28包含在其上運(yùn)行軟件的微處理器(未示出)。電動(dòng)機(jī)械傾斜傳感器(未示出)以及可移除的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(未示出)也可容納在外殼12中。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，外殼12被分為上外殼12a和下外殼12b，并且不同于在第一實(shí)施例中具有兩個(gè)光學(xué)鏡片組件，第二實(shí)施例具有單鏡片組件14。第二實(shí)施例還包括 紅眼光源18 ；超聲發(fā)射器16a和超聲接收器16b以及功能鍵24c、24d、24e ；數(shù)據(jù)通信端口 26;和與接口 10共同操作的連接器(在圖3a和3b中不可見)?，F(xiàn)參考圖4描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的方法100，方法100用于捕獲佩戴一副 眼鏡的患者的圖像，該圖像適于分析。在患者在調(diào)配眼鏡商處選擇一副眼鏡之后，在步驟102中眼鏡商使手持設(shè)備4的 第一和第二光學(xué)鏡片組件14a、14b朝向佩戴所選擇的眼鏡的患者瞄準(zhǔn)，眼鏡商在此處為手 持設(shè)備4的“用戶”。理想地，該患者坐著并且激勵(lì)該患者向前直視手持設(shè)備4的鏡片15。 為了獲得最佳結(jié)果，將激勵(lì)該患者采用自然的頭部位置。假設(shè)患者的頭部將保持豎直并且 不會(huì)傾向一側(cè)。在步驟104中實(shí)時(shí)地在IXD顯示模塊22上將患者的圖像呈現(xiàn)給用戶。瞄準(zhǔn)導(dǎo)向 裝置疊置在該圖像上以提供用于正確地將患者頭部調(diào)整在IXD顯示模塊22的中心的基準(zhǔn)。機(jī)電傾斜傳感器(未示出)容納在外殼12中。在可替選的實(shí)施例中，加速度計(jì)可 代替機(jī)電傾斜傳感器。來(lái)自該傾斜傳感器的讀數(shù)被圖形顯示在LCD顯示模塊22上。用戶 隨后可調(diào)節(jié)手持設(shè)備4的定向，直至該讀數(shù)確認(rèn)手持設(shè)備4保持水平。如果手持設(shè)備4的 定向不是水平的，則軟件將阻止捕獲圖像。向用戶提供指示符，例如，顯示在LCD顯示模塊 22上的圖形信息或者聽覺(jué)信號(hào)，以確認(rèn)手持設(shè)備4保持在可接受的定向中。此外，在捕獲圖像時(shí)將存儲(chǔ)來(lái)自該傾斜傳感器的輸出值。在手持設(shè)備4中運(yùn)行的 軟件將使用來(lái)自該傾斜傳感器的輸出作為用于調(diào)節(jié)圖像的校正或圖像縮放因子。一旦在步驟112中手持設(shè)備4的定向被確認(rèn)為可接受的，則該軟件激活圖像捕獲 鍵24b。此時(shí)在步驟114中啟動(dòng)會(huì)聚控制。在聚焦于附近的物體上時(shí)，患者的眼睛向內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該“會(huì)聚”現(xiàn)象可導(dǎo)致患者瞳孔 之間的距離減小2 3毫米。實(shí)際上，如果治療對(duì)象聚焦在該設(shè)備自身上，則患者和用戶之 間的推薦距離(1.5 2.0米)因會(huì)聚而影響瞳孔間距離。因此，手持設(shè)備4包括會(huì)聚控制 單元19，用于激勵(lì)患者聚焦于無(wú)限遠(yuǎn)處，這被稱為“無(wú)限遠(yuǎn)凝視”，由此會(huì)聚不會(huì)影響測(cè)量。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，會(huì)聚控制單元19包括激光器，其發(fā)射激光束以通過(guò)漫 射器產(chǎn)生激光斑點(diǎn)圖案。當(dāng)患者看到如圖2b所示的手持設(shè)備4的正面時(shí)，患者將直視會(huì)聚 控制單元19和該激光斑點(diǎn)圖案。此時(shí)患者的眼睛將聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處。在可替選的實(shí)施例中，通過(guò)手持設(shè)備4激勵(lì)患者聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處，在該實(shí)施例中， 手持設(shè)備4配置有定位在面對(duì)治療對(duì)象的手持設(shè)備4的正面表面上的分開設(shè)定距離的兩個(gè) 光源。用戶將指示患者注視該光源并且調(diào)節(jié)其焦點(diǎn)直至這兩個(gè)光源合并為一個(gè)。這確保不 使眼睛會(huì)聚。阻礙瞳孔會(huì)聚的另一可替選的方法是在手持設(shè)備4的正面結(jié)合反射表面，其中治 療對(duì)象可觀看其反射圖像。這有效地使患者的焦距倍增并且減少會(huì)聚量。在另一可替選的實(shí)施例中，在微處理器上運(yùn)行的軟件也可以基于患者-手持設(shè)備 距離測(cè)量結(jié)果來(lái)計(jì)算會(huì)聚量并且將該值用作校正因子以計(jì)算患者瞳孔之間的距離。在步驟116中壓下圖像捕獲鍵時(shí)，第一光學(xué)鏡片組件14a和第二光學(xué)鏡片組件14b均聚焦在患者上并且均產(chǎn)生患者的數(shù)字圖像，該數(shù)字圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。該軟件包含本 領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的算法，并且該算法如此處描述地處理每個(gè)圖像。在步驟118中邊緣增強(qiáng)算法檢測(cè)和加強(qiáng)每個(gè)圖像中的每個(gè)眼睛的邊緣。然后在步 驟120中，圓識(shí)別算法檢測(cè)每個(gè)圖像中的每個(gè)眼睛的虹膜和/或瞳孔。此外，在步驟122中， 陰暗區(qū)域算法用于檢測(cè)每個(gè)眼睛的瞳孔以確認(rèn)每個(gè)圖像中的瞳孔的位置。然而，可使用陰 暗區(qū)域算法替換邊緣增強(qiáng)算法和/或圓識(shí)別算法以檢測(cè)每個(gè)圖像中的瞳孔。本發(fā)明中使用 的算法示例是基于Kernel的過(guò)濾、閾值處理和Hough變換算法。一旦使用上述算法檢測(cè)到虹膜和/或瞳孔，則在步驟124中該軟件針對(duì)每個(gè)檢測(cè) 到的虹膜和/或瞳孔運(yùn)行最小均方擬合算法以建立每個(gè)圖像中的每個(gè)瞳孔的中心。在本發(fā)明的可替選的實(shí)施例中，手持設(shè)備4可結(jié)合有紅眼光源18，諸如標(biāo)準(zhǔn)的相 機(jī)閃光燈，以激勵(lì)紅眼現(xiàn)象，即其中視網(wǎng)膜上反射的光使瞳孔呈現(xiàn)為紅色的現(xiàn)象。該現(xiàn)象用 于加強(qiáng)患者的瞳孔，使該軟件更容易地在圖像處理過(guò)程中辨認(rèn)。在該實(shí)施例中手持設(shè)備4 捕獲兩個(gè)圖像“紅眼圖像”，在該圖像的捕獲過(guò)程中紅眼光源18閃光；以及隨后立刻捕獲 的標(biāo)準(zhǔn)圖像。在自動(dòng)特征識(shí)別過(guò)程中使用該紅眼圖像，該自動(dòng)特征識(shí)別過(guò)程在光譜的紅色 端對(duì)圖像進(jìn)行色彩過(guò)濾。可替選地，由于瞳孔在紅眼圖像中是亮的而在標(biāo)準(zhǔn)圖像中是暗的， 因此可對(duì)該圖像作“減法”以辨認(rèn)瞳孔，這實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的瞳孔辨認(rèn)。該標(biāo)準(zhǔn)圖像將用于編譯 打印輸出文件以便于使患者圖像不會(huì)呈現(xiàn)紅眼。作為可替選的實(shí)施例或者上述自動(dòng)化步驟的后備，或者作為“細(xì)調(diào)”機(jī)制，用戶可 使用手持設(shè)備4上的光標(biāo)鍵24a使光標(biāo)在LCD顯示模塊22上移動(dòng)以指示患者的每個(gè)瞳孔 的中心。該軟件具有允許高達(dá)1個(gè)像素的準(zhǔn)確性的“縮放”功能，1個(gè)像素等同于約0. 1mm。如上文提及的，從患者到手持設(shè)備4的最佳距離是1. 5至2. 0米之間。在本發(fā)明 的當(dāng)前實(shí)施例中，在步驟126中，使用被定位為分開已知距離的第一光學(xué)鏡片組件14a和第 二光學(xué)鏡片組件14b，手持設(shè)備4使用立體成像分開地測(cè)量從手持設(shè)備4到患者每個(gè)眼睛的 距離。如上文描述的，每個(gè)光學(xué)鏡片組件同時(shí)捕獲圖像并且微處理器上的軟件分析兩個(gè)圖 像上的患者的每個(gè)眼睛。該微處理器使用標(biāo)準(zhǔn)的立體算法來(lái)分析和處理該圖像以校準(zhǔn)系統(tǒng) 和計(jì)算距離。由于在該實(shí)施例中手持設(shè)備4在3D空間中計(jì)算從患者眼睛到手持設(shè)備的距離，因 此如果患者略微面向左側(cè)或右側(cè)，則該軟件還可進(jìn)行校正。手持設(shè)備4上的軟件通過(guò)將圖 像上的患者眼睛之間的距離與兩個(gè)光學(xué)組件之間的已知距離比較確定縮放因子。因此，手 持設(shè)備4能夠?qū)y(cè)量單位應(yīng)用于認(rèn)可圖像并且例如，計(jì)算患者的瞳孔距離。立體圖形捕獲 的使用還允許在必要時(shí)創(chuàng)建佩戴眼鏡架的治療對(duì)象的3D圖像的可能性。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，使用超聲測(cè)量從患者到手持設(shè)備4的距離。超聲發(fā)射 器16a發(fā)射超聲信號(hào)，該超聲信號(hào)由患者反射并且由超聲接收器16b接收。該超聲發(fā)射器 16a和接收器16b安裝在手持設(shè)備中與單光學(xué)鏡片組件14相鄰的位置，由此可向患者發(fā)射 超聲信號(hào)。微處理器上的軟件隨后確定從患者到手持設(shè)備4的距離。在本發(fā)明的可替選的實(shí)施例中，使用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)鏡片組件14確定從手持設(shè) 備4到患者的距離。在該實(shí)施例中，由手持設(shè)備4的微處理器上的軟件評(píng)估鏡片產(chǎn)生的圖 像的清晰度。如果產(chǎn)生的圖像不是清晰圖像，則該軟件將使光學(xué)鏡片組件的電機(jī)調(diào)節(jié)光學(xué) 組件直至獲得清晰圖像。該鏡片組件被校準(zhǔn)，由此該軟件可確定所需用于獲得清晰圖像的額外的鏡片驅(qū)動(dòng)量。該信息隨后可被外推到準(zhǔn)確的距離測(cè)量。如果患者和手持設(shè)備4之間的距離關(guān)系超出預(yù)定容限，則單元4將例如，通過(guò)呈現(xiàn) 在IXD顯示模塊22上的圖形和/或聽覺(jué)信號(hào)向用戶指出該事實(shí)，以指示用戶適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)以 距離患者更近或更遠(yuǎn)。在另一可替選的實(shí)施例中，可使用疊置在IXD顯示模塊22上的瞄準(zhǔn)導(dǎo)向裝置估計(jì) 患者離開手持設(shè)備4的正確距離。在步驟128中，手持設(shè)備4指出患者離開手持設(shè)備4的距離是否符合上文提及的 參數(shù)。如果不符合，則用戶調(diào)節(jié)從手持設(shè)備4到患者的距離直至其符合。一旦用戶完成上述步驟，則如圖5b所示，在步驟130中在IXD顯示模塊22上將認(rèn) 可的圖像呈現(xiàn)給用戶并且可以開始鏡片選擇過(guò)程。如果圖像不是正確的，則可以重復(fù)調(diào)整 和重新捕獲圖像的過(guò)程。在可替選的實(shí)施例中，圖像捕獲鍵23b具有第一和第二壓下級(jí)別。第一級(jí)別使步 驟102至128能夠發(fā)生，而第二級(jí)別通過(guò)與數(shù)字相機(jī)相類似的方式工作，以在IXD顯示模塊 22上將圖像呈現(xiàn)給用戶。該軟件可被配置為，不能完全壓下該鍵，直至獲得正確的患者-手 持設(shè)備距離和水平。在步驟130中在IXD顯示模塊22上將認(rèn)可圖像呈現(xiàn)給用戶。水平和豎直光標(biāo)疊置 在該認(rèn)可圖像上，使用光標(biāo)鍵24a可使該水平和豎直光標(biāo)移動(dòng)。參考圖5a，在步驟132中， 用戶將水平光標(biāo)移動(dòng)至每個(gè)鏡架框的頂邊緣152a、152b和每個(gè)鏡架框的底邊緣150a、150b 并且使用選擇鍵24f在該認(rèn)可圖像上標(biāo)記這些位置。在步驟134中，用戶執(zhí)行相同操作以在 該認(rèn)可圖像上標(biāo)記每個(gè)鏡架框的內(nèi)部邊緣168a、168b和每個(gè)鏡架框的外部邊緣166a、166b 的位置。該軟件包括允許達(dá)到1個(gè)像素的準(zhǔn)確性的“縮放”功能，1個(gè)像素等同于約0. 1mm。由該軟件計(jì)算兩個(gè)上邊緣152a、152b的中點(diǎn)152和兩個(gè)下邊緣152a、152b的中點(diǎn) 150之間的距離154。水平線156位于最低點(diǎn)150和最高點(diǎn)152之間的中點(diǎn)并且被稱為鏡 架基準(zhǔn)。豎直基準(zhǔn)是位于眼鏡架橋的中點(diǎn)上的假想豎直線158，使用光標(biāo)鍵24a和選擇鍵 24f將假想豎直線158標(biāo)記在圖像上。如上文所述地檢測(cè)右瞳孔160a和左瞳孔160b的中心，并且由于手持設(shè)備4能夠 將測(cè)量單位應(yīng)用于認(rèn)可圖像，因此瞳孔距離是已知的。因此，將由該軟件計(jì)算從右眼的瞳孔 中心160a到豎直基準(zhǔn)的第一距離162a和從左眼的瞳孔中心160b到豎直基準(zhǔn)的第二距離 162b。從鏡架基準(zhǔn)到右瞳孔160a和左瞳孔160b的瞳孔中心的豎直距離164。豎直距離 164被稱為高于基準(zhǔn)的高度(H2)。視角傾斜是離開定位眼鏡鏡片的臉的豎直平面的角度。該角度通常被設(shè)定為8 10度之間。由于圖像通常被捕獲到臉的豎直平面，因此視角傾斜角度將透視縮短誤差引入 豎直尺寸的計(jì)算。因此，有必要將縮放因子應(yīng)用于手持設(shè)備4測(cè)量的豎直尺寸。該軟件被 配置為在假設(shè)缺省傾斜角度的情況下應(yīng)用校正值。手持設(shè)備4上的軟件疊置具有預(yù)定直徑的同心圓形的圖形，該同心圓形與不同的 鏡片相關(guān)，被對(duì)齊在認(rèn)可圖像的瞳孔中心。這允許用戶選擇適用于所選眼鏡架的鏡片毛坯 尺寸。該軟件還允許將來(lái)自鏡片制造商的數(shù)據(jù)下載到手持單元4，允許將非標(biāo)準(zhǔn)毛坯尺寸疊置在圖像上。數(shù)據(jù)通信端口 26，或者在另一實(shí)施例中，塢站6使手持設(shè)備4能夠連接至PC或者 能夠連接至互聯(lián)網(wǎng)的其他設(shè)備。與鏡片制造商的網(wǎng)站入口的連接使得能夠下載多種鏡片類 型的鏡片制造商的幾何數(shù)據(jù)。因此，用戶具有從多個(gè)鏡片制造商選擇許多不同的鏡片類型 的選擇。鏡片類型、其制造材料和患者的配鏡報(bào)告均將導(dǎo)致不同的鏡片厚度。通過(guò)了解最 終厚度，眼鏡商能夠?qū)λx眼鏡架的特定鏡片類型的適當(dāng)性作出判斷。選擇錯(cuò)誤的鏡片將 導(dǎo)致過(guò)厚、難看的鏡片邊緣。該軟件能夠使用利用SAG的公式計(jì)算關(guān)于所選鏡架輪廓的最 終鏡片邊緣厚度，該公式是使用鏡片的不同折射率并且考慮離開鏡片光心的距離來(lái)確定彎 曲的公知方法。在計(jì)算鏡片的不同點(diǎn)處的厚度時(shí)，圓形光標(biāo)呈現(xiàn)在LCD顯示模塊22上，LCD 顯示模塊22可使認(rèn)可圖像縮小或放大以顯示對(duì)應(yīng)的邊緣厚度。如果認(rèn)為過(guò)厚，則用戶有能 力選擇不同的鏡片類型。上文提及的本發(fā)明的通信特征允許經(jīng)由手持設(shè)備4直接從鏡片制造商下載或訂 購(gòu)鏡片。為此，手持設(shè)備4結(jié)合有與制造商在線訂購(gòu)網(wǎng)站入口對(duì)接的裝置。在另一實(shí)施例 中，這可通過(guò)在設(shè)備中結(jié)合調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)，該調(diào)制解調(diào)器可直接地或者經(jīng)由無(wú)線連接而 連接到互聯(lián)網(wǎng)。一旦用戶和患者滿意鏡片和鏡架選擇，則當(dāng)單元4停靠在塢架6中時(shí)，用戶選擇其 中該軟件將認(rèn)可圖像轉(zhuǎn)換為輸出文件的功能，該輸出文件具有適合在打印輸出設(shè)備8上打 印的格式。在微處理器上運(yùn)行的圖像識(shí)別軟件自動(dòng)地對(duì)圖像進(jìn)行水平和比例的校正并且應(yīng) 用自動(dòng)對(duì)比度和亮度過(guò)濾器。在可替選的實(shí)施例中，手持設(shè)備和打印輸出設(shè)備8之間經(jīng)由 無(wú)線連接進(jìn)行通信。可替選地，塢架6包括“直接打印”鍵，其在手持設(shè)備4?？吭趬]設(shè)備6 中時(shí)允許通過(guò)按壓?jiǎn)捂I打印到打印輸出設(shè)備8?？商孢x地，塢架6與打印輸出設(shè)備8集成。具有定制格式并且僅與打印輸出設(shè)備8 一同工作的輸出文件包括圖6a中示出的 第一打印文件200，其包含佩戴鏡架的患者的小比例嵌入頭像照202 ；可定制區(qū)域，例如，其 中眼鏡零售商可輸入其聯(lián)系細(xì)節(jié)；和眼睛區(qū)域204(前額中間到鼻尖)的修剪的1 1比例 圖像。圖6b中示出了用于檢查裝片后的鏡架的翻轉(zhuǎn)圖像206。第一打印文件200包含疊置在上述圖像上的圖形，其示出了瞳孔中心208a、208b ； 水平鏡架基準(zhǔn)210 ；鏡片邊緣/鏡架輪廓212a、212b ；豎直基準(zhǔn)214 ；通過(guò)瞳孔中心216a、 216b的豎直線。圖6b中示出的圖6a的打印輸出的翻轉(zhuǎn)圖像201還示出了患者的眼鏡配鏡報(bào)告 218。PD是從患者的每個(gè)眼睛到豎直基準(zhǔn)214的距離；SPH、CYL、AXIS和ADD是公知的球鏡、 柱鏡、光軸和額外的屈光度數(shù)的眼鏡配鏡報(bào)告縮寫；Hl是從瞳孔中心到用戶選擇的下鏡架 邊緣的距離；H2是高于基準(zhǔn)的高度；H3是如本發(fā)明的另一實(shí)施例中自動(dòng)檢測(cè)的從瞳孔中心 到下鏡片邊緣的豎直距離；A是每個(gè)鏡片的水平長(zhǎng)度；B是每個(gè)鏡片的豎直距離；并且MDBL 是鏡片之間的最小距離。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是，本發(fā)明的多種實(shí)施例可容易地組合。在不偏離 本發(fā)明的基本屬性的前提下本發(fā)明可具體化為其他特定形式。因此，應(yīng)認(rèn)為所附權(quán)利要求 和此處的其他一般性敘述而非前面的特定描述指出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種用于使鏡片與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于捕獲和存儲(chǔ)佩戴眼鏡的患者的圖像的裝置；和處理裝置，所述處理裝置用于在所述圖像上確定患者的瞳孔中心，并且在顯示器上指示出所述鏡片在所述患者的眼睛上的位置，其中所述鏡片的光心與所述患者的瞳孔對(duì)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置包括用于加強(qiáng)所述圖像中的邊緣的 邊緣增強(qiáng)算法。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置包括用于檢測(cè)所述圖像中的圓形 的圓識(shí)別算法。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置包括用于檢測(cè)所述圖像中的 陰暗區(qū)域的陰暗識(shí)別算法。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置包括用于檢測(cè)所述圖像中的 患者的瞳孔中心的算法。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置包括紅眼光源。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述紅眼光源是標(biāo)準(zhǔn)的相機(jī)閃光燈。
8.如權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括用于將標(biāo)準(zhǔn)圖像和“紅 目艮”圖像進(jìn)行比較的比較裝置。
9.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括用于計(jì)算從所述設(shè)備到所述 患者的距離的距離測(cè)量裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述距離測(cè)量裝置包括被定位為分開已知距離 的雙光學(xué)組件；以及光學(xué)處理裝置，該光學(xué)處理裝置用于使用立體成像法來(lái)計(jì)算從所述設(shè) 備到所述患者的距離。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述距離測(cè)量裝置包括單光學(xué)組件，其中該組件是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的；和焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，所述焦點(diǎn)檢測(cè)裝置被布置成驅(qū)動(dòng)所述組件，以獲得清晰圖像；其中，所述單光學(xué)組件通過(guò)所述焦點(diǎn)檢測(cè)裝置校準(zhǔn)，使得計(jì)算從所述設(shè)備到所述患者 的距離。
12.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述距離測(cè)量裝置包括用于發(fā)射超聲信號(hào)的超 聲發(fā)射器和用于接收超聲信號(hào)的超聲接收器；以及超聲處理裝置，該超聲處理裝置用于計(jì) 算從所述設(shè)備到所述患者的距離。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述距離測(cè)量裝置包括疊置在所述顯示器上的瞄 準(zhǔn)導(dǎo)向裝置。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括用于在所述圖像上指示出用于所述 鏡片的眼鏡架的邊緣的裝置。
15.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括會(huì)聚防止裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，會(huì)聚控制單元包括激光斑點(diǎn)生成裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，會(huì)聚控制單元包括第一光源和第二光源。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，會(huì)聚控制單元包括反射表面。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，會(huì)聚控制單元包括用于校正會(huì)聚的處理裝置。
20.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括用于檢測(cè)所述設(shè)備的定向或縮放所述圖像的定向檢測(cè)器。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述定向檢測(cè)器是電磁傾斜傳感器。
22.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述定向檢測(cè)器是加速度計(jì)。
23.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括光標(biāo)鍵和選擇鍵，用于使光 標(biāo)在所述設(shè)備的所述顯示器上移動(dòng)以指示出所述眼鏡架的邊緣。
24.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備被布置成計(jì)算所述圖像上的尺寸。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述尺寸是鏡架基準(zhǔn)、豎直基準(zhǔn)、PD、HI、H2、H3 和MDBL中的一個(gè)或多個(gè)。
26.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備被布置成計(jì)算視角傾斜。
27.如前面任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備被布置成在所述圖像上的患者眼 睛上疊置圓、即表示鏡片的圖像。
28. 一種系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1-27中任一項(xiàng)所述的設(shè)備；能與所述設(shè)備接合的塢站，所述塢站被布置成與所述設(shè)備通信并且向所述設(shè)備提供電 力；和打印輸出設(shè)備。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中，所述打印輸出設(shè)備被布置成打印與所述顯示器 上的圖像相對(duì)應(yīng)的輸出文件。
30. 一種用于使鏡片與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的方法，所述方法包括捕獲佩戴眼鏡的患者的圖像并且將該圖像存儲(chǔ)在一設(shè)備上；處理所述圖像，以確定所述患者的瞳孔中心；以及在所述設(shè)備的顯示器上指示出所述鏡片的光心在患者瞳孔上的正確位置。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述方法包括引導(dǎo)患者處于無(wú)限遠(yuǎn)凝視。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其中，所述方法包括所述設(shè)備的用戶改變所述 鏡片在所述圖像中的位置。
33.如權(quán)利要求30-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括測(cè)量從所述設(shè)備到 所述患者的距離。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述方法包括使用從所述設(shè)備到所述患者的距 離來(lái)縮放所述圖像。
35.如權(quán)利要求30-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括在所述圖像上指示 出所述眼鏡的邊緣。
36.如權(quán)利要求30-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括從所述顯示器上示 出的鏡片毛坯選項(xiàng)中選擇鏡片毛坯。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述方法包括連接到互聯(lián)網(wǎng)，以下載鏡片毛坯 選項(xiàng)。
38.如權(quán)利要求30-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括計(jì)算所述圖像上的 尺寸。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述尺寸是鏡架基準(zhǔn)、豎直基準(zhǔn)、PD、HI、H2、H3和MDBL中的一個(gè)或多個(gè)。
40.如權(quán)利要求30-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括將鏡片類型及鏡片相對(duì)于眼鏡的位置傳送給制造商。
全文摘要
一種用于使鏡片與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的手持設(shè)備。該設(shè)備包括用于捕獲和存儲(chǔ)佩戴眼鏡的患者的圖像的裝置；和處理裝置，其用于在該圖像上確定患者瞳孔中心，并且在顯示器上標(biāo)示出該患者眼睛上的鏡片位置，其中該鏡片的光心與該患者的瞳孔對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)A61B3/11GK101801259SQ200880024325
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者亞當(dāng)·西蒙斯 申請(qǐng)人:森特羅米特有限公司