眼睛成像不僅對(duì)于監(jiān)測(cè)與眼睛相關(guān)的問(wèn)題如青光眼、白內(nèi)障、黃斑變性和屈光不正，而且對(duì)于檢測(cè)許多其它慢性和全身性疾病例如糖尿病、高血壓和神經(jīng)性變性均至關(guān)重要，以上這些也會(huì)影響視力。2010年，世界衛(wèi)生組織估計(jì)全世界有兩億八千五百萬(wàn)人表現(xiàn)出某種形式的視力缺陷。三千九百萬(wàn)人是盲人，但這些人中，80％的視力能被拯救和/或他們的疾病能被治愈。然而，這些盲人中，有90％生活在低收入國(guó)家。智能手機(jī)技術(shù)有望緩解這個(gè)問(wèn)題，即使不能完全使問(wèn)題得以解決。

智能手機(jī)方便攜帶和移動(dòng)。此外，今天的智能手機(jī)在處理能力方面與僅僅六年前的高性能個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及幾十年前的超級(jí)計(jì)算機(jī)相當(dāng)。在2014年末，全世界有17.5億智能手機(jī)用戶，在這點(diǎn)上為深度全球普及產(chǎn)生了潛力。智能手機(jī)提供了與世界其它部分聯(lián)系的智能手機(jī)以許多方式提供與世界其它地區(qū)的連接，例如通過(guò)移動(dòng)/蜂窩數(shù)據(jù)連接，以及通過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。智能手機(jī)也是通用的，可通過(guò)“應(yīng)用程序”進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

各種智能手機(jī)應(yīng)用程序使得智能手機(jī)能夠?qū)ρ劬M(jìn)行成像。然而，這些應(yīng)用程序需要適配器來(lái)相對(duì)于智能手機(jī)相機(jī)定位和對(duì)準(zhǔn)眼睛。圖1示出了定位智能手機(jī)104以對(duì)受檢者107的眼睛106成像的現(xiàn)有技術(shù)的適配器102的使用。眼睛106定位為靠近或接觸適配器102，適配器102例如可以具有近似眼睛的橡膠目鏡。適配器102的部分108成形為，或以其它方式配置為，約束智能手機(jī)104使得智能手機(jī)104的相機(jī)105與目鏡103對(duì)準(zhǔn)以便于與眼睛106對(duì)準(zhǔn)。適配器102包括透鏡，分束器，以及照明器以便于捕獲圖像。為了捕獲眼睛的圖像，適配器102與智能手機(jī)104聯(lián)接，智能手機(jī)104運(yùn)行應(yīng)用程序110，其由用戶控制以在目鏡103靠近，或接觸，眼睛106時(shí)捕獲眼睛106的圖像。沒(méi)有適配器102的使用，不可能利用智能手機(jī)104和應(yīng)用程序110成功捕獲眼睛的圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

先進(jìn)系統(tǒng)定位并對(duì)準(zhǔn)相對(duì)于運(yùn)行應(yīng)用程序的智能手機(jī)的個(gè)體的眼睛而不需要或不使用適配器。因此，所公開(kāi)的解決方案比現(xiàn)有技術(shù)的適配器便宜，并且由于不需要適配器，作為捕獲眼睛圖像的機(jī)制的智能手機(jī)的廣泛可用性使該解決方案廣泛可用。由于沒(méi)有額外組件位于眼睛和智能手機(jī)之間，捕獲的圖像的質(zhì)量不會(huì)降低。例如，眼睛和智能手機(jī)之間的分束器減少了被智能手機(jī)捕獲的光強(qiáng)度。

在一個(gè)實(shí)施例中，涉及允許無(wú)適配器的智能手機(jī)眼睛成像的投影儀。投影儀包括至少兩個(gè)用于將圖案投影到個(gè)體的面部上的線產(chǎn)生器，以及用于相對(duì)于智能手機(jī)的相機(jī)定位線產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)。該圖案被配置為便于智能手機(jī)相對(duì)于個(gè)體的眼睛的定位，使得由相機(jī)捕獲的眼睛的圖像對(duì)于評(píng)估是優(yōu)化的。

在另一實(shí)施例中，涉及便于無(wú)適配器的智能手機(jī)眼睛成像的方法。投影儀聯(lián)接到靠近智能手機(jī)的相機(jī)并且包括至少兩個(gè)線產(chǎn)生器。所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器中的每一個(gè)產(chǎn)生被投影到相機(jī)的視場(chǎng)中的光的圖案，使得當(dāng)相機(jī)被優(yōu)化地定位以捕獲個(gè)體的眼睛的圖像時(shí)在個(gè)體的面部上容易看到光的圖案。

附圖說(shuō)明

圖1示出了使用智能手機(jī)對(duì)眼睛進(jìn)行成像的現(xiàn)有技術(shù)的適配器。

圖2示出了一個(gè)實(shí)施例中的用于無(wú)適配器的智能手機(jī)眼睛成像的投影儀。

圖3示出了從投影儀投影到平坦表面上的圖2的光圖案。

圖4是一個(gè)實(shí)施例中用于圖2的投影儀中的示例性激光線產(chǎn)生器的示意圖。

圖5示出了一個(gè)實(shí)施例中通過(guò)圖4的激光線產(chǎn)生器產(chǎn)生的柱形扇形光圖案4。

圖6示出了一個(gè)實(shí)施例中具有激光器和單透鏡的一個(gè)示例性激光線產(chǎn)生器。

圖7示出了一個(gè)實(shí)施例中由四個(gè)示例性激光線產(chǎn)生器形成的圖2的投影儀。

圖8示出了一個(gè)實(shí)施例中還配置了掩模的圖7的激光線產(chǎn)生器。

圖9示出由圖2的投影儀產(chǎn)生的示例性投影光圖案，其與圖3的光圖案類似，除了每條線包括一個(gè)暗斑。

圖10示出了一個(gè)實(shí)施例中用于圖2的投影儀的示例性掩模，該掩模配置有第一區(qū)域，第二區(qū)域，以及柵。

圖11示出了一個(gè)實(shí)施例中由圖10的掩模產(chǎn)生的示例性光圖案。

圖12示出了類似于圖10的掩模的示例性掩模，除了去除不透明線而留下與圖10的掩模的兩個(gè)不透明區(qū)域相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)不透明區(qū)域。

具體實(shí)施方式

圖2示出了用于無(wú)適配器智能手機(jī)眼睛成像的投影儀220。在圖2的示例中，智能手機(jī)202配置有投影儀220并且定位為利用智能手機(jī)202的相機(jī)208捕獲個(gè)體205的眼睛204的圖像212。智能手機(jī)202可包括位于靠近相機(jī)208的閃光燈210(參見(jiàn)圖7)，閃光燈210可以用于在圖像212的捕獲期間照明眼睛204。圖像212存儲(chǔ)在例如智能手機(jī)204的內(nèi)存中。投影儀220將光圖案222投影到相機(jī)208的視場(chǎng)中，在視場(chǎng)中光圖案222與相機(jī)208的光軸光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。使用者操作智能手機(jī)202以將光圖案222定位在個(gè)體205的面部上，其中光圖案222有助于眼睛204在光軸206上并且距眼睛204的距離D處的對(duì)中，使得捕獲的圖像212對(duì)于進(jìn)一步評(píng)估(例如，用于醫(yī)學(xué)評(píng)估以識(shí)別疾病)是優(yōu)化的。光圖案222具有鏡面對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱中的一個(gè)或兩個(gè)，并且易于由智能手機(jī)202的用戶使用以將相機(jī)208與個(gè)體205的眼睛204對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)捕獲圖像212時(shí)，光圖案222暫時(shí)關(guān)閉，使得光圖案222不出現(xiàn)在圖像212中。

圖3示出了從圖2的投影儀220投影到平坦表面上的的光圖案222。如圖所示，圖案222具有四條投影線302(1)-(4)，其中沒(méi)有一條投影到用眼睛204的表示示出的中心區(qū)域上。由虛線309(1)-(4)示出的線302的延長(zhǎng)線在點(diǎn)310處相交以標(biāo)示相機(jī)208的光軸206的位置。智能手機(jī)202的操作者利用圖案222來(lái)對(duì)準(zhǔn)智能手機(jī)202，使得眼睛204的瞳孔(以及由此視網(wǎng)膜(未示出)與點(diǎn)310重合，并且從而與光軸206重合。

圖4是示出用于圖2的投影儀220中的一個(gè)示例性激光線產(chǎn)生器400的示意圖。四個(gè)激光線產(chǎn)生器400被配置在投影儀220內(nèi)，并被定位以產(chǎn)生圖3的線302。

激光線產(chǎn)生器400包括激光器402(例如，激光二極管)，球面透鏡404，以及凸柱形透鏡408。從激光器402發(fā)射的光由球面透鏡404準(zhǔn)直以形成準(zhǔn)直光406。準(zhǔn)直光406通過(guò)柱形透鏡408聚焦在平行于X-Z平面的平面中。然后，聚焦的光在X-Z平面中以角度α擴(kuò)展。在通過(guò)柱形透鏡408之后，來(lái)自激光器402的光在正交方向Y上仍然是準(zhǔn)直的，并且在Y方向上具有光束寬度T。圖5示出了由平行于X-Z平面的激光線產(chǎn)生器402產(chǎn)生的柱形扇形(例如比薩)光圖案500。當(dāng)光圖案500投影到平面上時(shí)，在該表面上出現(xiàn)亮線。光圖案500的光束寬度T由通過(guò)球面透鏡404之后的準(zhǔn)直光的尺寸確定。光圖案500的角α由柱形透鏡408確定。在替代實(shí)施例中，凹柱形透鏡可用來(lái)代替凸柱形透鏡408。然而，具有圓形橫截面的凸柱形透鏡可以更容易制造并且因此更便宜。

如圖3所示，光圖案500的光束寬度T對(duì)應(yīng)于線302的寬度。光圖案500的角α確定投影到表面，例如個(gè)體205的面部，上時(shí)的線302的長(zhǎng)度。

圖6示出了包括激光器602(例如，激光二極管)和單透鏡604的一個(gè)示例性激光線產(chǎn)生器600。單透鏡604具有最接近激光器602的第一圓柱曲面606，和與圓柱曲面606正交的、并且相對(duì)的第二圓柱曲面608。第一圓柱曲面606是凹的，并且用于相對(duì)于平面X-Z傳播來(lái)自激光器602的光。第二圓柱曲面608是凸的，并且用于在正交平面Y-Z中準(zhǔn)直光。激光線產(chǎn)生器600從而產(chǎn)生類似于光圖案500的光。

圖7示出了圖2的投影儀220，其由圍繞智能手機(jī)202的相機(jī)208設(shè)置并由結(jié)構(gòu)710支撐的四個(gè)示例性激光線產(chǎn)生器702(1)-(4)形成。激光線產(chǎn)生器702可以實(shí)現(xiàn)為圖4的激光線產(chǎn)生器400和圖6的激光線產(chǎn)生器600中的一個(gè)或兩個(gè)。線產(chǎn)生器702和結(jié)構(gòu)710被配置為不阻擋智能手機(jī)202的閃光燈210，閃光燈可以用于在圖像212的捕獲期間照射眼睛204。結(jié)構(gòu)710定位激光線產(chǎn)生器702，使得由產(chǎn)生器702產(chǎn)生的光圖案(例如，圖2的光圖案222)與相機(jī)208的光軸206光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

結(jié)構(gòu)710示出為基本上是圓形，但是可以具有任何封閉形狀而不脫離本發(fā)明的范圍。可以使用夾子，鉤，粘合劑和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其它緊固方法中的一個(gè)或多個(gè)將投影儀220(即，結(jié)構(gòu)710和/或激光線產(chǎn)生器702)連接到智能手機(jī)202。

盡管示出為具有四個(gè)激光線產(chǎn)生器702，但是投影儀220和結(jié)構(gòu)710可以配置有兩個(gè)或更多個(gè)激光線產(chǎn)生器702而不脫離本發(fā)明的范圍。

結(jié)構(gòu)710可以進(jìn)一步配置成保持位于相機(jī)208前面的微距鏡頭(未示出)，用于在距離D小于相機(jī)208的最小聚焦距離時(shí)捕獲眼睛204的圖像212。類似地，結(jié)構(gòu)710可以進(jìn)一步配置成保持長(zhǎng)焦鏡頭(未示出)，以使得當(dāng)距離D長(zhǎng)時(shí)相機(jī)208能夠捕獲眼睛204的圖像212。盡管示出了捕獲眼睛204的圖像，但是智能手機(jī)202和投影儀220可以用于捕獲需要照相機(jī)208的精確定位的任何對(duì)象的圖像，并且不限于僅捕獲眼睛的圖像。智能手機(jī)202和投影儀220還可以用于拍攝虹膜的圖像以用于虹膜識(shí)別和生物識(shí)別。

圖8示出了進(jìn)一步配置有掩模802的圖7的激光線產(chǎn)生器702，掩模802可操作以阻擋來(lái)自激光線產(chǎn)生器702的光的至少一部分。掩模802除了不透明區(qū)804和不透明線806外基本上是透明的。不透明區(qū)804阻擋光以形成投影線808的端部809以防止來(lái)自線產(chǎn)生器800的光照射眼睛204。不透明線806定位成阻擋來(lái)自激光線產(chǎn)生器800的光的一部分以在投影線808上形成暗斑810，這可以允許用戶估計(jì)從智能手機(jī)202的相機(jī)208到眼睛204的距離D。

圖9示出了由圖2的投影儀產(chǎn)生的一個(gè)示例性投影光圖案900，除了每條線302(1)-(4)分別包括暗斑902(1)-(4)之外，光圖案900與圖3的光圖案300類似。這些暗斑902用于估計(jì)眼睛204距智能手機(jī)202的相機(jī)208的距離D。當(dāng)眼睛204進(jìn)一步遠(yuǎn)離智能手機(jī)202的相機(jī)208時(shí)，暗斑902也遠(yuǎn)離眼睛204。當(dāng)調(diào)整距離D時(shí)，通過(guò)將眼睛204保持在線302的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)來(lái)維持眼睛的對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)個(gè)體的面部基本上平行于智能手機(jī)202時(shí)，線302是圍繞眼睛204對(duì)稱的。如果線302不對(duì)稱，則調(diào)整智能手機(jī)202的位置直到線302變得圍繞眼睛204對(duì)稱。

圖10示出了用于圖2的投影儀220中的配置有第一區(qū)1002，第二區(qū)1004，以及柵1006的一個(gè)示例性掩模1000。掩模100可以用于，例如，代替圖8的掩模802。圖11示出了由圖10的掩模1000產(chǎn)生的一個(gè)示例性光圖案1100。圖10和圖11最好與下面的描述一起看。

光圖案1100類似于圖3的光圖案300，但是線1102(1)-(4)被掩模1000的不透明區(qū)1002和1004縮短，并且暗斑1152(1)-(4)由條1106形成。

圖12示出了類似于圖10的掩模1000的一個(gè)示例性掩模1200，除了不透明線1006被去除留下不透明區(qū)1202和1204，其中區(qū)域1202和1204分別對(duì)應(yīng)于掩模1000的區(qū)域1002和1004。使用掩模1200代替投影儀220內(nèi)的掩模1000導(dǎo)致類似于圖11的圖案的圖案，除了黑點(diǎn)1152被去除。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖7的結(jié)構(gòu)710實(shí)現(xiàn)為智能手機(jī)外殼，其用于保護(hù)智能手機(jī)104并相對(duì)于相機(jī)208定位激光線產(chǎn)生器702。

使用投影儀220，人(例如，個(gè)體205)能夠通過(guò)使用鏡子相對(duì)于他/她自己的面部定位圖案222和該智能手機(jī)202以拍攝他/她自己的眼睛的圖像212。然后，人可以向醫(yī)生(在遠(yuǎn)處)發(fā)送圖像212用于醫(yī)學(xué)評(píng)估。因此，用戶和個(gè)體可以是同一個(gè)。

特征組合

在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上述特征以及下面要求保護(hù)的特征可以以各種方式組合。以下示例說(shuō)明一些可能的非限制性組合：

(A1)用于無(wú)適配器智能手機(jī)眼睛成像的投影儀，包括至少兩個(gè)用于將光圖案投影到個(gè)體的面部上的線產(chǎn)生器，以及用于相對(duì)于智能手機(jī)的相機(jī)定位線產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)。光圖案被配置為便于智能手機(jī)相對(duì)于個(gè)體的眼睛的定位，使得由相機(jī)捕獲的眼睛的圖像對(duì)于評(píng)估是優(yōu)化的。

(A2)在由(A1)表示的投影儀中，所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器被定位成靠近相機(jī)以將光圖案與相機(jī)的光軸光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

(A3)在由(A1)和(A2)之一表示的投影儀中，當(dāng)相機(jī)被定位以捕獲優(yōu)化圖像時(shí)，光圖案包括至少兩條出現(xiàn)在個(gè)體的面部上并且不照射個(gè)體眼睛的線，其中從所述至少兩條線外推的線的交點(diǎn)在眼睛的瞳孔處相交。

(A4)在由(A1)至(A3)表示的投影儀中，所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器中的每一個(gè)還包括具有第一不透明部分的掩模，不透明部分用于縮短光圖案的相應(yīng)線的第一端以防止光照射個(gè)體的眼睛。

(A5)在由(A1)至(A4)表示的投影儀中，所述掩模還包括用于在對(duì)應(yīng)在線定位暗斑的不透明柵，其中暗斑有助于將智能手機(jī)和相機(jī)定位在用于捕獲眼睛的圖像的優(yōu)化距離。

(A6)在由(A1)至(A5)表示的投影儀中，所述掩模還包括第二不透明部分，其用于縮短與第一端相對(duì)的相應(yīng)線的第二端。

(A7)在由(A1)至(A6)表示的投影儀中，形成用于智能手機(jī)的保護(hù)殼的結(jié)構(gòu)。

(A8)在由(A1)至(A7)表示的投影儀中，所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器可由在智能手機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程控。

(A9)在由(A1)至(A4)表示的投影儀中，所述光圖案具有鏡面對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱中的一種或兩種。

(B1)便于無(wú)適配器的智能手機(jī)眼睛成像的方法。投影儀聯(lián)接到靠近智能手機(jī)的相機(jī)并且包括至少兩個(gè)線產(chǎn)生器。在所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器中的每一個(gè)內(nèi)，產(chǎn)生投影到相機(jī)的視場(chǎng)中的光圖案使得當(dāng)照相機(jī)被優(yōu)化地定位用于捕獲個(gè)體眼睛的圖像時(shí)，在個(gè)體的面部上容易看到光的圖案。

(B2)在表示為(B1)的方法中，來(lái)自所述至少兩個(gè)線產(chǎn)生器中的每一個(gè)的光的一部分被掩蔽使得光圖案在捕獲圖像時(shí)不照射眼睛。

(B3)在表示為(B1)和(B2)的方法中，來(lái)自至少一個(gè)所述線產(chǎn)生器的光的一部分被掩蔽以在光圖案內(nèi)形成暗斑，其中暗斑有助于捕獲圖像的相機(jī)的優(yōu)化定位。

(B4)在由(B1)至(B3)表示的方法中，光圖案響應(yīng)于在智能手機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序的控制而產(chǎn)生。

在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以在上述方法和系統(tǒng)中進(jìn)行改變。因此，應(yīng)當(dāng)注意，上述描述中包含的或附圖中所示的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被解釋為說(shuō)明性的而不是限制性的。所附權(quán)利要求旨在覆蓋本文所描述的所有通用和具體特征，以及本方法和系統(tǒng)的范圍的所有陳述，根據(jù)語(yǔ)言，其可以被認(rèn)為落入其中。