用于确定受试者的眼睛的屈光特征的方法以及相关联的便携式电子设备

摘要

所述方法包括以下步骤：a)通过便携式电子设备(1)的光源来照射受试者(2)的眼睛(3)的瞳孔(30)，所述光源(12A)由显示在便携式电子设备的屏幕(11)上的照亮区域形成；b)通过便携式电子设备的图像捕获装置(10)来获取受试者的眼睛的所述瞳孔的照片，所述照片包括所述光源在所述眼睛的视网膜上的反射的图像；以及c)至少考虑到所述反射的所述图像的几何特征、位置特征或强度分布来确定所述眼睛的屈光特征。还描述了一种相关联的便携式电子设备。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用包括便携式电子设备的测量设备来确定受试者的眼睛的屈光特征的方法。

背景技术

许多文件描述了用于确定这种屈光特征的设备和方法。

特别地，用于确定受试者的屈光的客观值的自动验光方法是已知的。这些方法复杂且费时。这些方法通常意味着使用需要有资质的人员操纵的大型且昂贵的设备。

因此，对这些自动验光方法的获取是有限的，并且大部分世界人口没有从它们当中受益。此外，这些方法不适合光学设备的直接在线订购，不能在没有去看眼科护理专家的情况下进行。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于确定受试者的眼睛的屈光特征的新方法，该方法将被简化，因为它不需要特定材料的使用或有资质人员的干预。

根据本发明，上述目的通过提供一种用于使用包括便携式电子设备的测量装置来确定受试者的眼睛的屈光特征的方法来实现，所述便携式电子设备包括：

-适于照射受试者的所述眼睛的瞳孔的光源；以及

-适于获取由所述光源照射的所述瞳孔的照片的图像捕获装置，

所述方法包括以下步骤：

a)通过所述光源来照射所述受试者的眼睛的所述瞳孔；

b)获取所述受试者的眼睛的所述瞳孔的照片，所述照片包括所述光源在所述受试者的所述眼睛的视网膜上的反射的图像；

c)考虑到所述光源的反射的所述图像的以下特征中的至少一个而确定所述受试者的所述眼睛的所述屈光特征：

-所述光源的反射的所述图像的几何特征，

-所述光源的反射的所述图像的位置特征，

-所述光源的反射的所述图像内的强度分布；

其中，所述便携式电子设备由所述受试者自身握持在其眼睛前方，

-所述步骤a)包括在所述便携式电子设备的屏幕上显示形成所述光源的照亮区域，并且

-在步骤b)中，所述光的所述反射被所述图像捕获装置收集。

这种方法可以由受试者自身实现，并且只使用智能电话或平板计算机进行而不需要添加光学部件或使用增强现实显示器进行。因此，这种方法可以被广泛范围的人群获取，包括被排除在对现有方法的获取之外的一些人群。

可选地，用于进行虚拟测试的方法的非限制性特征根据本发明是由权利要求2至14限定的。

所述方法还可以包括以下可选的非限制性特征：

-所述受试者的注视方向和光学连接所述受试者的眼睛的瞳孔和所述图像捕获装置的入射光瞳的观察方向形成小于15度或小于5度或小于1度的角度；

-在步骤b)中，所述受试者将其视线指向所述图像捕获装置的入射光瞳或所述光源或视觉目标；

-所述方法包括使图像捕获与所述照亮区域的显示同步的步骤；

-重复步骤a)和b)，以便捕获所述多张照片，并且在所述重复的步骤a)中的每一个中，所述图像捕获装置和所述受试者的眼睛的相对位置被修改，而所述照亮区域保持居中位于距所述图像捕获装置的入射光瞳的中心相同的预定距离处；

-在所述重复的步骤a)中的每一个中，所述照亮区域的尺寸变化；

-在步骤c)中，考虑到所述光源与所述受试者的眼睛的瞳孔在每个照片的获取期间的相对位置而确定所述受试者的所述眼睛的所述屈光特征；

-在步骤b)中，所述受试者将矫正眼科镜片戴在其眼睛前方，并且在步骤c)中，考虑到此矫正眼科镜片的光学特征而确定所述眼睛的屈光特征；

-在校准步骤中，当所述电子设备靠着所述受试者的头部放置时，由所述位置确定模块获取与所述电子设备在空间中的位置相关的数据；

-所述便携式电子设备包括智能电话和/或增强现实显示器和/或具有所述图像捕获装置的设备，所述图像捕获装置具有穿过显示屏的有效光轴。

根据本发明，还通过提供如权利要求15所述的便携式电子设备实现上述目的。上述方法的可选特征也可以应用到此便携式电子设备。

具体实施方式

参照通过非限制性示例给出的附图，以下说明将使得容易理解本发明的本质以及可以如何实现本发明。

在附图中：

-图1是根据本发明的用于确定受试者的眼睛的屈光特征的方法的主要步骤的示意性表示；

-图2是受试者的示意性表示，该受试者握持被编程为执行图1的方法的便携式电子设备；

-图3是从图像捕获装置的位置看见的图2的受试者的眼睛的示意性表示；

-图4A至图4C是图2的便携式电子设备的示意性前视图，示出了在此便携式电子设备的屏幕上显示的照亮区域；

-图5是图2的便携式电子设备的示意性前视图，示出了在此便携式电子设备的屏幕上显示的照亮区域的各种位置；

-图6是根据另一个实施例的受试者的示意性侧视图，该受试者握持便携式电子设备；以及

-图7是图6的便携式电子设备的示意性前视图。

图1表示能够使用便携式电子设备1(如手机或平板计算机)来确定受试者的眼睛的屈光特征(比如这只眼睛的屈光不正的球镜度)的方法的主要步骤。

此便携式电子设备1；1'包括：

-适于照射受试者2的眼睛3的瞳孔30的光源，以及

-适于获取由所述光源照射的所述瞳孔30的照片的图像捕获装置10。

用于确定受试者2的眼睛3的屈光特征的方法包括以下步骤：

a)通过便携式电子设备1；1'的光源来照射受试者2的眼睛3的所述瞳孔30，所述光源12A、12B、12C由显示在便携式电子设备1；1'的屏幕11上的照亮区域形成(图4A至图4C)；

b)通过便携式电子设备1；1'的图像捕获装置10来获取受试者的眼睛3的所述瞳孔30的照片，所述照片包括所述光源12A、12B、12C在受试者的所述眼睛3的视网膜上的反射31的图像(图3)；以及

c)考虑到所述光源12A、12B、12C的反射31的所述图像的以下特征中的至少一个而确定受试者的所述眼睛3的所述屈光特征：

-所述光源的反射31的所述图像的几何特征，比如大小

-所述光源的反射31的所述图像的位置特征，比如取向，

-所述光源的反射31的所述图像内的光分布，比如所述图像的强度剖面。

在这里描述的示例性实施例中，在步骤c)中，通过考虑到所述光源12A、12B、12C的反射31的所述图像的以下特征中的至少一个而更具体地确定受试者的所述眼睛3的所述屈光特征：

-所述光源的反射31的所述图像的大小

-所述光源的反射31的所述图像的取向，

-所述光源的反射31的所述图像的强度剖面。

在此方法中，受试者的眼睛3的屈光特征的确定是基于偏心摄影验光技术，偏心摄影验光技术是一种视网膜检影技术，如例如W.R.Bobier和O.J.Braddick的文章“EccentricPhotorefraction:Optical Analysis and Empirical Measures[偏心摄影验光：光学分析和经验测量]”(美国视光学和物理光学期刊，1985年，第62卷，第9期，第614至620页)所述。

可以使用此技术确定的屈光特征包括：要表征的眼睛的屈光不正的球镜度、这只屈光不正的柱镜度以及对应柱镜的轴位的取向。

根据此技术，照射眼睛3的瞳孔30的光源12A、12B、12C相对于图像捕获装置10的入射光瞳E10侧向移位(例如，参见图4A)。在这里描述的实施例中，此光源12A、12B、12C具有形成小光斑的发射表面。

当受试者的眼睛3屈光异常时，在由图像捕获装置10获取的这只眼睛3的照片中，所述光源12A、12B、12C在眼睛3的视网膜上的反射31的图像仅占据这只眼睛的瞳孔30的图像的一部分，此部分呈新月形(图3)。更确切地说，此视网膜反射31以两个弯曲弧为界，这两个弯曲弧彼此相交以形成新月形的两个尖端。

因此检测的反射31的大小

这里，所述反射31的大小

在真实空间中，反射31的大小

于是已知的是，等于这只眼睛3的屈光不正的球镜度的眼睛3的屈光异常的值可以基于以下来确定：

-光源12A、12B、12C在眼睛的视网膜上的新月形反射31的上述大小

-所述瞳孔30的直径

-图像捕获装置10的入射光瞳E10与受试者2的眼睛3的瞳孔30之间的距离d

-光源12A、12B、12C与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的偏心率e。

此偏心率e代表光源12A、12B、12C与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的侧移。

更确切地，偏心率e是作为以下两者之间的最小)距离来确定的：

-图像捕获装置10的入射光瞳E10，以及

-光源12A、12B、12C。

因此，偏心率e是作为以下两者之间的距离e1来确定的：

-入射光瞳E10的最靠近光源12A、12B、12C的点，以及

-光源12A、12B、12C的最靠近入射光瞳E10的点。

关于屈光不正的符号(近视为负，而远视为正)，可以基于所述反射31相对于观察方向z

当此反射31与光源位于观察方向z

关于散光特征(包括眼睛3的屈光异常的柱镜度以及对应柱镜的轴位的取向)，它们可以通过针对相应多条测量轴线x

因此，可以针对这些取向中的每一个并因此针对眼睛3的不同子午线来确定反射31的大小

此外，对于这些取向中的每一个，也就是说，对于这些测量轴线x

于是，可以根据针对所述测量轴线x

也可以基于光源在受试者的眼睛3的视网膜上的反射31的强度剖面来确定受试者的眼睛的屈光特征，而不是基于视网膜反射31的大小

在这种情况下，显示在屏幕11上以形成所述光源的照亮区域优选包括若干小的照亮点，而不是如同在图4A的情况下的单个光斑状区域。这些不同点显示在屏幕上的不同位置处，以便相对于图像捕获装置的入射光瞳具有不同偏心度。例如，这些点可以定位在屏幕上，以便形成点的阵列。此特征改进了视网膜反射31的强度剖面的斜率的线性。

视网膜反射31的此强度剖面是所述反射31的强度穿过瞳孔31的子午线(例如，穿过瞳孔的平行于所述测量轴线的子午线)的截面。换句话说，此强度剖面是作为在瞳孔的所述子午线上的位置的函数的、代表强度的变化(也就是说，代表反射31内的光焦度的变化、或者每面积的光焦度的变化)的值的合集。

例如，可以根据以下文章实现受试者的眼睛的屈光特征根据此强度剖面的确定：A.Roorda、M.Campbell和W.Bobier的“Slope-based eccentric photorefraction:theoretical analysis of different light source configurations and effects ofocular aberrations[基于斜度的偏心摄影验光：不同光源配置的理论分析和眼像差效应]”(美国光学学会学报,A，第14卷，第10期，1997年10月，第2547至2556页)。

在本方法中，也可以基于以下两者来确定受试者的眼睛的屈光特征：

-视网膜反射31的大小/取向，以及

-视网膜反射31的强度剖面。

在这种情况下，根据所述大小/取向确定的屈光特征的值可以例如与从强度剖面推导出的那些值进行平均，以获得具有改进的准确度/可靠性的这些屈光特征的估计。

原理已在上文进行回顾的偏心摄影验光技术通常使用昂贵的并且被设计成几乎仅由眼部护理专家操作的专用设备来实现。

相反，上文已定义的用于确定受试者2的眼睛3的屈光特征的方法可以由受试者2自身实现，并且仅使用智能电话或平板计算机进行而不需要添加光学部件，或使用增强现实显示器进行。因此，这种方法可以被广泛范围的人群获取，包含被排除在对现有方法的获取之外的一些人群。

此外，通过在便携式电子设备的屏幕上显示照亮区域来形成所述光源提供了很大的灵活性，从而能够容易在一系列测量过程中改变光源的特性，如其大小、位置和/或形状。

通过在此屏幕上显示照亮区域来形成所述光源还能够在靠近适于偏心摄影验光的注视方向的区域中显示帮助受试者实现正确屈光异常确定的指令和/或反馈照片。因此，受试者可以看到这些指令和/或反馈照片，而不会使其注视方向偏离适于偏心摄影验光的方向。

在第一实施例中，被配置为实现上述方法的便携式电子设备1是标准的通用智能电话或平板计算机(在图2上表示)，而不需要任何附加部件，除了专用计算机程序之外，该专用计算机程序的执行引起执行所述方法的步骤。

在第二实施例中，被配置为实现上述方法的便携式电子设备是增强现实设备(如图6和图7示意性地表示)或者虚拟现实设备。

将首先呈现便携式电子设备的这两个实施例1；1'。

接着，将详细描述由此设备实现的方法的主要特性。

接着，将在关于照明条件管理的部分中描述特别是当屏幕亮度或照明能力有限时提高眼睛屈光异常的确定准确性的特征。

如上所述，根据此第一实施例的便携式电子设备1是智能电话或平板计算机(如图2所表示，其是智能电话)。

该便携式电子设备足够小、薄且轻，以使得其可以被手持，优选地只用一只手5手持。该便携式电子设备具有平坦且薄的板的形状。

便携式电子设备1的屏幕11(例如，背光LCD屏幕(“液晶显示”屏幕)或OLED屏幕(“有机发光二极管”屏幕))占据便携式电子设备1的前面13的一半以上。

图像捕获装置10位于与屏幕11相同的面13上。该图像捕获装置的视野和屏幕11发射的光在便携式电子设备1的同一侧延伸。图像捕获装置10是小型通用数码相机，该通用数码相机被优化以拍摄受试者的面部、约A4或B4页面的大小的文件或者包括从约0.3米到无限远的元素的全局场景的照片。相机不会显著突出，或者甚至根本不从设备的前面13突出。图像捕获装置10的入射光瞳E10位于图像捕获装置10的镜头的入射面附近(例如，如图4A示意性地表示)，并且其直径接近所述入射面的直径。

在此，便携式电子设备1包括可选的通信模块(图上未表示)，该通信模块能够通过通信网络(如互联网)在便携式电子设备1与远程计算机或服务器之间交换数据。

便携式电子设备1还包括位置确定模块(图上未表示)，该位置确定模块适合传递与便携式电子设备的位置和/或取向相关的数据。此模块包括惯性单元，该惯性单元包括加速度计(例如，三轴加速度计)和/或陀螺仪。此模块还可以包括磁力计或数字罗盘，该磁力计或数字罗盘能够确定便携式电子设备相对于便携式电子设备的位置处的局部磁场的方向的取向。

便携式电子设备1还包括控制单元(图上未表示)，该控制单元至少包括处理器和存储器。

值得注意的是，除了存储在所述存储器中的、有时称为“小应用程序”的专用计算机程序(如计算机应用)(处理器对该专用计算机程序的执行引起执行上述方法的步骤)之外，与主要被设计用于通信(即，打电话、参加视频会议或访问网页)的标准通用独立智能电话或平板计算机相比，便携式电子设备1没有附加的特征或部件。

特别地，便携式电子设备1不包括将被放置在图像捕获装置10之前或屏幕11之前的任何附加的、特定的光学部件。

因此，当所述方法的步骤a)通过此便携式电子设备1被执行时，通过在屏幕11上显示照亮区域而形成的、照射眼睛3的瞳孔30的光源12A、12B、12C发射的光直接到达此眼睛3，而不与所述便携式电子设备1的任何其他光学部件相互作用。更确切地，此光到达受试者2的眼睛3，除了可选地由受试者2配戴的矫正眼科镜片或隐形眼镜之外不与任何光学部件相互作用。

类似地，当所述方法的步骤b)由于此便携式电子设备1而被执行时，上述光在受试者2的视网膜上的反射31被图像捕获装置10直接收集，而不与所述便携式电子设备1的任何其他光学部件相互作用。因此，当步骤b)通过此便携式电子设备1被执行时，除了可选地由受试者2配戴的矫正眼科镜片或隐形眼镜之外，没有光学部件在光学上位于受试者2的眼睛3与便携式电子设备1之间。

如上所述，在此第二实施例中，便携式电子设备是增强现实设备或虚拟现实设备。如图6和图7所表示，便携式电子设备1'是增强现实设备，即，使受试者2能够直接看到其环境E并且同时看到在视觉上叠加到此环境E的、通过屏幕显示的信息、照片或光源的设备。

便携式电子设备1'包括：

-这里与第一实施例的屏幕11类似并且甚至相同的屏幕，

-这里与第一实施例的图像捕获装置10类似、甚至相同的图像捕获装置，以及

-头戴式结构35'，该头戴式结构被配置为固持所述屏幕11和图像捕获装置10，并且被配戴在受试者2的头部4上。

因为此屏幕和图像捕获装置与第一实施例的屏幕和图像捕获装置相同，所以它们分别用相同的附图标记10和11标记。

在此示例中，便携式电子设备1'包括与第一实施例的智能电话相同或类似的智能电话20或能够向受试者提供图像的任何设备，该智能电话或设备包括屏幕11和图像捕获装置10(比如上文所述的屏幕和图像捕获装置)。

便携式电子设备1'包括第一光学组合器30'，该第一光学组合器光学耦合到图像捕获装置10以便使其光轴移位和/或偏离。包括图像捕获装置10和第一光学组合器30'的合集的视场以被称为z

第一光学组合器30'可以包括半反射镜和/或光学偏离系统，如光导。在图6和图7所表示的示例中，其包括：

-半反射镜32'，该半反射镜光学地插入在受试者2的眼睛3与屏幕11之间，例如以相对于屏幕11倾斜的方式放置在屏幕11之前，以及

-光学偏离系统31'，该光学偏离系统将图像捕获装置10的视场朝向半反射镜32'偏离，以使得在此半反射镜32'上的反射之后，以上定义的移位后的光轴z

便携式电子设备1'还包括第二光学组合器34'，该第二光学组合器被配置为将屏幕11的虚拟图像叠加到受试者2的环境E上。第二光学组合器34'可以包括半反射镜，该半反射镜被设置为将屏幕11发射的光朝向受试者2的眼睛3反射。此半反射镜可以是裸露透明片，该裸露透明片可选地稍微弯曲以增大屏幕11与受试者的眼睛3之间的光学距离，也就是说，从光学角度来看，将所述虚拟图像投射在受试者的眼睛3之前、远离眼睛，例如在其眼睛3之前1米或2米，或者甚至无限远。

根据此第二实施例的便携式电子设备1'与第一实施例的便携式电子设备1相比需要稍多的部件：除了智能电话20之外，它还需要集成上述光学部件30'、34'的头戴式结构35'。然而，这种头戴式结构35'现在是一种普通的、广泛传播的产品，远比专用的专业反射计装置便宜。

由于第一光学组合器30'，根据此第二实施例的便携式电子设备能够针对非常小的偏心率值、使用偏心摄影验光来测量屈光异常。实际上，随着光轴z

此外，在此第二实施例中，受试者的眼睛3相对于显示在屏幕11上的光源以及相对于图像捕获装置10的相对位置非常稳定，并且因此可以在用于确定受试者的眼睛的屈光特征的方法的执行之前或期间被精确地确定。

受试者还自发地将其眼睛3聚焦在远离他的元素上，因为该受试者总是看到其视远环境，这是因为便携式电子设备的屏幕11仅仅以半透明的方式叠加到其环境，并且因此不会妨碍受试者2的视野。

替代性地，根据此第二实施例的便携式电子设备可以作为虚拟现实设备实现。在这种情况下，受试者不是直接看到此环境，而是看到在放置在其眼睛之前的设备的屏幕上显示的此环境的照片，该环境通常带有附加特征。例如，受试者的环境的照片是通过前置相机捕获的，该前置相机的视野与屏幕相反延伸。

根据此第二实施例的便携式电子设备可以通过没有集成到包括所述屏幕的电子设备中的图像捕获装置来实现，而不是通过上述智能电话来实现。此外，屏幕和图像捕获装置可以分别适合发射和捕获红外光，而不是可见光，以使得在此屈光异常测量期间，受试者的眼睛不会受到干扰，其瞳孔保持大开。

在该方法的执行期间，便携式电子设备1；1'被受试者2握持，握持在其手5中、握持在双手中或其头部4上。

当握持在受试者的手5中或双手中时，便携式电子设备1被握持在距受试者的头部4约一臂长处(被握持在0.2米与1米之间的距离处)。

除了与以下相关的特征(下文将详细描述)之外：

-基于由便携式电子设备1的位置确定模块传递的数据而进行的位置和/或距离校准，

-图像捕获装置10相对于受试者的眼睛3的位置/取向的修改，以及

-距离转换，

该方法可以通过便携式电子设备1的第一实施例和通过便携式电子设备1'的第二实施例以相同方式实现。

下文在基于视网膜反射31的大小和取向而确定眼睛的屈光特征的情况下描述该方法。然而，如上所述，也可以基于所述反射的一个或若干个强度剖面来确定这些屈光特征。

在步骤a)和b)之前，此方法包括初步

在此校准步骤期间，便携式电子设备1确定要照射的瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的光学距离d。

在由根据第一实施例的便携式电子设备1执行该方法的情况下，此光学距离d是要照射的瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳E10(图2)之间的几何距离d

在由根据第二实施例的便携式电子设备1'执行该方法的情况下，此光学距离d是以下两者之间的几何距离：

-眼睛的瞳孔3，以及

-从受试者的角度看的图像捕获装置。

换句话说，此光学距离d是眼睛3的瞳孔与图像捕获装置10的入射光瞳的虚拟图像之间的几何距离d'

要照射的瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳之间的光学距离d可以通过缩放由图像捕获装置10在使用位置时(即，例如，握持在距眼睛3的臂长距离处)获取的受试者的面部、双眼或眼睛的照片来确定。

为此，可以通过显示在屏幕11上的消息或听觉消息来激励受试者将预定物体(比如，信用卡)靠近其眼睛握持。接着，由图像捕获装置10获取上述照片。预定物体具有已知大小(例如，已知宽度)，其值存储在便携式电子设备的存储器中。

根据在所获取的照片中测量的并因此作为像素的数量来表示的此物体的大小，便携式电子设备1；1'确定瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的光学距离d。为此，便携式电子设备1；1'可以使用校准曲线或查找表，该校准曲线或查找表将在所获取的照片中测量的这种物体的大小与所述距离d相关，此校准曲线或查找表存储在便携式电子设备1；1'的存储器中。

通过缩放由图像捕获装置10获取的受试者的面部、双眼或眼睛的照片来确定光学距离d也可以通过以下方式进行：

-在所述照片中，识别受试者的面部的至少两个显著点，以及

-根据至少在所捕获的图像中这两个显著点之间的距离(作为像素的数量来表示)来确定所述距离d。

这些显著点是面部的可以通过图像分析而容易地识别和精确地定位的点。这些点中的一个可以例如位于受试者的一只眼睛中的内侧连合或外侧连合处或者瞳孔的中心处。

两个所识别的显著点之间的参考距离存储在便携式电子设备的存储器中，并且便携式电子设备被配置为：

-将在所捕获的图像中两个所识别的显著点之间的距离与此参考距离进行比较，并且

-基于此比较的结果而确定光学距离d。

上述照片缩放也用于确定转换系数C，该转换系数将受试者的眼睛的元素在由图像捕获装置10捕获的图像中的大小(作为像素的数量来表示)与此元素在真实空间中的实际大小(例如，以毫米为单位来表示)相关。在步骤c)中，使用此转换系数C，以根据在步骤b)中获取的眼睛3的一张照片或多张照片来确定眼睛3的瞳孔30的直径

替代性地，在由根据第一实施例的便携式电子设备1执行该方法的情况下，可以基于由便携式电子设备1的位置确定模块获取的、与便携式电子设备1在空间中的位置相关的数据来确定光学距离d，该光学距离于是等于眼睛3的瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的几何距离d

为此，可以通过显示在屏幕11上的消息或通过听觉消息来激励受试者2：

-将便携式电子设备1靠着其头部4(例如，靠着其前额)放置，并且接着

-将便携式电子设备1放置在其用于执行该方法的位置处(放置在受试者前约臂长距离处)。

接着，由惯性单元传递的加速度信号在这两种情形之间随时间积分，因此提供代表眼睛3的瞳孔30与图像捕获装置10(在其使用位置处)之间的距离d

在图1所表示的示例中，在步骤a)、b)之前执行校准步骤So。然而，替代性地，可以在步骤a)和b)之后执行校准步骤So，或者在步骤a)和b)的一系列若干相继执行的过程中执行该校准步骤。

此方法还包括在步骤a)和b)之前

在此步骤期间，通过显示在屏幕11上的消息或通过听觉消息来激励受试者2看特定点或特定方向。

更确切地，在该方法的执行期间，在此步骤S'o期间，激励受试者2将其视线指向：

-所述图像捕获装置10的入射光瞳E10，或者

-所述光源12A、12B、12C，或者

-视觉目标6。

视觉目标6优选地位于靠近将受试者的眼睛3与光源或入射光瞳E10光学连接的方向的方向上。

由于此消息，在该方法的执行期间，受试者2将其视线指向这些元素中的一个。

因此，由于上述消息，在该方法的执行期间：

-受试者2的注视方向z

-将受试者的眼睛3的瞳孔30和图像捕获装置10的入射光瞳光学连接的观察方向z

彼此靠近，从而形成小于15度、或者优选地小于5度、或者甚至更优选地小于1度的角度θ。

使这种注视方向z

观察方向z

优选地，上述消息要求受试者看着所述视觉目标6，此视觉目标6位于靠近观察方向z

在步骤S'o期间，还激励受试者尽可能降低环境光强度，和/或去往环境光强度低的地方。

现在详细描述

如上所述，在步骤a)中，照亮区域显示在便携式电子设备1；1'的屏幕11上以形成光源12A、12B、12C(图2和4A至图4C)。在此步骤期间，屏幕11的其余部分的主要部分(特别是照亮区域的周围)是暗的并且不发射光，或者至少发出强度与所述照亮区域发射的光相比强度可以忽略的光。

光源优选地通过闪光(即，通过短暂的光脉冲)照射眼睛的瞳孔而不是连续地照射眼睛。实际上，与眼睛3的瞳孔30扩张相比，摄影验光测量更加精确，并且通过此瞳孔的短暂或间歇的照射，可以避免瞳孔的收缩/闭合，或者至少比连续照射小。此闪光的持续时间(例如，定义为此光脉冲的半峰全时宽)优选地小于0.1秒、或者甚至小于0.03秒。如果此闪光的发射以给定的周期周期性地重复，那么此闪光持续时间与所述周期的比率优选地小于百分之10(10％)。

为了防止所照射的瞳孔30的收缩/闭合，还控制屏幕11，以使得显示在屏幕11上的照亮区域发射有限量的蓝光。事实上，已知蓝光会引起瞳孔收缩/闭合。

例如，等于

-照亮区域发射的蓝光的强度(即，照亮区域发射的在400纳米与520纳米之间的波长范围内的光的强度)除以

-此照亮区域发射的光的总强度

的比率维持在百分之十(10％)以下。

例如，当屏幕11是具有红色、绿色和蓝色像素的LCD屏幕时，蓝色像素在步骤a)和b)期间关闭。

图像捕获装置10和屏幕11的操作被同步，以使得在眼睛的瞳孔30被显示在屏幕11上的照亮区域照射的同时，获取在步骤b)获取的一张照片或多张照片。

特别地，当瞳孔30通过上述闪光照射时，图像捕获装置10被控制以使得获取眼睛3的照片的流逝时间(即，积分时间)涵盖发射所述闪光的流逝时间。

在这里描述的方法的示例性实施例中，在步骤a)中，照亮区域提供随时间变化的照射，该照射以给定调制频率F随时间周期性地变化。例如，上述闪光的发射以此调制频率F重复。

在步骤b)中，接着以与所述随时间变化的照射同步的方式获取受试者2的眼睛3的瞳孔30的多张照片。

此特征使得能够对因此获取的视网膜反射31的图像序列进行时间/频率滤波，以便恢复具有所述调制频率的所述序列的分量。

调制频率F优选地不同于电源频率。由于上述时间/频率滤波，可以因此从所述图像序列中去除以电源频率下变化的噪声分量，电源频率通常等于50赫兹、60赫兹或者等于这些基频之一的整数倍。作为示例，调制频率F可以在5赫兹与30赫兹之间，这引起对处于电源频率的噪声分量的良好抑制。

可以只执行包括步骤a)和步骤b)的这组步骤一次。然而，在这里描述的方法的示例性实施例中，如图1所表示，相继执行这组步骤若干次，以便针对受试者2的头部4相对于所述光源12A、12B、12C的相应多个姿势，也就是说，针对光源相对于受试者2的头部4的相应多个位置和/或取向，获取受试者2的眼睛3的瞳孔30的多张照片，包括视网膜反射31的图像。

在此，更具体地，相继执行包括步骤a)和步骤b)的该组步骤若干次，以便(图5)：

-针对光源偏心率的相应多个值，获取眼睛的多张照片，并且

-针对相对于受试者2的面部/眼睛具有不同的相应取向的相应多条测量轴线x

此外，对于形成所述光源12A、12B、12C的照亮区域的各种大小(如图4A至图4C所表示)，也相继执行此组步骤若干次。

在包括步骤a)和b)的该组步骤的第一组相继执行期间，显示在屏幕11上的照亮区域12A的位置从一次执行到另一次执行而变化。在步骤a)的此多次执行期间，照亮区域12A因此相继以屏幕11上的相应多个不同位置O1、O2、O3……为中心，如图5所表示。这些位置是相对于便携式电子设备1；1'的屏幕11定义的位置。

照亮区域12A因此距图像捕获装置10的入射光瞳E10的中心O相继居中位于多个不同的预定偏移距离d

光源12A与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的偏心率e因此从步骤a)的一次执行到另一次执行而变化。

针对偏心率的多个值，实现测量的这种合集引起最终在步骤c)确定的屈光特征的准确度提高。

照亮区域12A相继以其为中心的各种位置O1、O2、O3……沿着第一测量轴线x

在步骤a)和b)的此第一组相继执行期间，便携式电子设备1；1'相对于受试者2保持固定。因此，图像捕获装置10和受试者2的眼睛3的相对位置和取向保持相同。屏幕11和受试者2的眼睛3的相对取向也保持相同。因此，在照射和获取步骤a)和b)的此第一组重复期间，第一测量轴线x

优选地，该方法包括照射和获取步骤a)和b)的第二组相继执行，与上述第一组相同，不同之处在于照亮区域12A在此第二组期间相继以其为中心的位置P1、P2、P3……沿着不同于第一测量轴线x

如上文关于偏心摄影验光原理的部分中所说明的，实现针对两条或甚至三条不同测量轴线x

为了使此确定尽可能准确，第二测量轴线x

该方法还可以包括照射和获取步骤a)和b)的第三组相继执行，在此期间，显示在屏幕11上的照亮区域12A的位置沿着不同于第一测量轴线x

在这里描述的方法的示例性实施例中，便携式电子设备1；1'在步骤a)和b)的第一组执行、第二组执行和第三组执行中自始至终相对于受试者2的眼睛3和面部4保持固定。

然而，替代性地，并且在由根据第一实施例的便携式电子设备1(图2)实现该方法的情况下，电子设备1相对于受试者的头部4的取向可以从一组获取到另一组获取而变化，以便修改测量轴线的取向。在这种情况下，照亮区域12A显示在屏幕上的相同的相继位置O1、O2、O3处，而无关于所考虑的该组执行，并且测量轴线的取向的修改通过使便携式电子设备1围绕大致平行于观察轴线z

替代性地，步骤a)和b)也可以仅针对每条测量轴线x

在另一变型中，在由根据第一实施例的便携式电子设备1(图2)实现该方法的情况下，重复步骤a)和b)，以便捕获眼睛3的多张照片，并且在重复的步骤a)中的每一个中，图像捕获装置10和受试者的眼睛3的相对位置被修改，而照亮区域12A保持居中在距图像捕获装置10的入射光瞳E10的中心O相同的预定距离d

该方法还可以包括照射和获取步骤a)和b)的第四组相继执行，在此期间，尺寸(这里是照亮区域的直径)从一次执行到另一次执行而变化。在步骤a)的此多次执行期间，照亮区域12A、12B、12C因此相继呈现相应的多个不同直径φ

对于照亮区域的较大直径，可用于照射眼睛3的视网膜的光总量较高，但是继而因此形成的光源不太是点状的。由于这第四组获取，可获得针对各种照射条件获取的眼睛3的照片。这使得能够在这些照片中后验选择在最适合受试者2和进行这些获取的环境的照射条件下获取的照片。

无论如何，通过在屏幕11上显示宽的照亮区域(如照亮区域12C，例如，10毫米宽的区域)来照射眼睛3的视网膜允许以比点状光源高的强度照射所述视网膜，这在受试者的环境不是完全黑暗时是有价值的。

在这里描述的方法的示例性实施例中，在步骤b)的一些或全部执行之后，在步骤b)中获取的照片或照片之一作为一种反馈照片显示在便携式电子设备1；1'的屏幕11上。受试者2因此可以检查步骤b)是否成功，这意味着所获取的照片实际上包括清晰可辨的视网膜反射31的图像。还可以在屏幕上显示消息，从而要求受试者2确认步骤b)成功，否则再次执行步骤a)和b)。

这里，该方法紧接着步骤a)和b)包括以下步骤(图1)：

a')通过在便携式电子设备1；1'的屏幕11上显示扩展的照亮区域来照射受试者2的眼睛3的所述瞳孔30，所述扩展的照亮区域填充所述屏幕的总面积的至少十分之一、优选地三分之一，以及

b')通过便携式电子设备1；1'的图像捕获装置10获取受试者2的眼睛3的所述瞳孔30的照片。

此扩展的照亮区域足够大，以使得在步骤b')中获取的图像中，由扩展的照亮区域发射的光在眼睛3的视网膜上的反射达到眼睛的整个瞳孔30。

因此，在步骤b')中获取的照片中，可以精确地识别和描绘此瞳孔30的图像，从而准确确定瞳孔30的直径

替代性地，可以省略步骤a')和b')，接着在步骤c)中，通过处理在步骤b)中获取的一张照片或多张照片来确定瞳孔30的直径。

回顾一下，在这里描述的示例性实施例中，在步骤a)和b)的执行期间，照亮区域光斑提供具有所述调制频率F的时变照射，并且在步骤a)中捕获包括视网膜反射31的多个图像的序列。

步骤c)接着包括对所述序列的图像进行滤波以提取在调制频率F下变化的此序列的分量的步骤。

例如，这种滤波可以通过同步解调来实现。这还可以通过以下方式来实现：在所述图像中选择在照射受试者的眼睛3的闪光开启时获取的图像，并丢弃其他图像，将在闪光关闭时获取的图像从所述图像减去以获得经校正的图像，接着通过将这些经校正的图像一起平均(例如，通过计算其总和)来计算经滤波的图像。

替代性地，这种时间和/或频率滤波可以应用到根据此图像序列确定的量(比如，视网膜反射大小

无论如何，针对步骤a)和b)的前述执行中的每一次，通过图像分析根据在步骤b)中获取的照片或者根据通过滤波提取的所述图像序列的分量确定视网膜反射31的大小

由于针对偏心率e的不同值进行的步骤a)和b)的重复，并且针对具有不同取向的若干测量轴线x

接着根据以下来确定眼睛3的屈光特征，这些屈光特征这里包括眼睛3的屈光不正的球镜度和柱镜度以及对应柱镜的轴位的取向：

-视网膜反射31的大小

-光源的偏心率e的对应值，以及测量轴线x

-这里在校准步骤So期间确定的眼睛3的瞳孔30与图像捕获装置10的入射光瞳E10之间的光学距离d，以及

-根据在步骤b')中获取的眼睛3的照片确定的瞳孔30的直径

这些屈光特征的确定是根据原理已在上文回顾的偏心摄影验光进行的。

应注意，在由根据第一实施例的便携式电子设备1执行该方法的情况下，如上所述，将偏心率e作为图像捕获装置10的入射光瞳E10与光源12A、12B、12C之间的最小距离e1来确定。

在由根据第二实施例的便携式电子设备1'执行该方法的情况下，通过考虑由附加光学器件30'、34'在受试者2前方投影的便携式电子设备1'的虚拟图像，非常类似地确定偏心率e。此虚拟图像包括图像捕获装置10的入射光瞳的图像和所述光源的图像。在这种情况下，将偏心率e作为图像捕获装置10的入射光瞳的所述图像与光源的所述图像之间的最小距离e1'来确定。

可以基于便携式电子设备1；1'相对于受试者2的头部4或眼睛3的取向来确定测量轴线x

替代性地，可以基于便携式电子设备1相对于竖直方向的取向来确定测量轴线x

考虑到视网膜反射31的大小

如果在步骤b)中，当受试者2将矫正眼科镜片戴在其眼睛3前方或与其眼睛3接触时获取一张照片或多张照片，那么在确定其眼睛3的屈光特征时，考虑此镜片的一个屈光特征或多个屈光特征。例如，如果在受试者的眼睛3上存在隐形眼镜，那么此镜片的球镜度与如上下文所说明根据角膜反射31的大小

如果在步骤S'

如果在步骤S'o，受试者2被要求看着位于其前方若干米处的视觉目标6，那么便携式电子设备1；1'可以确定所述屈光特征，同时考虑在所述照片的获取期间，受试者的眼睛3聚焦在位于无限远的物体上。在这种情况下，可以省略上述校正。

该方法还可以包括通过便携式电子设备1；1'的通信模块将在步骤c)中确定的受试者2的眼睛3的屈光特征传输到远程数据服务器的步骤。

该方法还可以包括向受试者2提议从远程在线供应商订购光学设备的步骤，此光学设备的特性是基于在步骤c)中确定的屈光特征自动地(即，在不需要向受试者2请求动作的情况下)预先选择的。这些特性可以包括此光学设备的一个或多个矫正眼科镜片的球镜度和/或柱镜度。在此步骤期间，通过便携式电子设备1；1'的通信模块订购此光学设备。

通过显示在便携式电子设备1；1'的屏幕11上的照亮区域来照射眼睛3的瞳孔30提供了若干优点和很大的灵活性，如上文所说明的。

然而，取决于所考虑的特定便携式电子设备，与传统视网膜镜的光源的亮度相比，由此照亮区域形成的光源的亮度可以相当小。但是优选在黑暗或光线非常暗的环境E中进行这种方法。

因此，在这里描述的实施例中，该方法包括一组步骤，这些步骤能够检查环境E中的照明条件是否足以确定受试者2的眼睛3的屈光特征，特别是环境光强度是否足够小。更具体地，该方法这里包括以下步骤：

-测量环境光强度I

-确定照明条件参数，该照明条件参数考虑到所测量的环境光强度I

-将所述参数与预定阈值进行比较，以及

-取决于此比较的结果，确定：

-受试者的眼睛3的多个屈光特征或一个屈光特征的确定是可行的和/或可靠的，或者相反，

-这些屈光特征或这个屈光特征的确定是不可行或不可靠的，并且环境光强度I

可以通过不同于图像捕获装置10的专用传感器(如光电二极管或相机)直接测量环境光强度I

也可以通过处理在步骤b)或b')中获取的照片中的一张或若干张来间接测量该环境光强度。在这种情况下，可以将环境光强度I

在此，通过处理在步骤b)获取的照片中的一张或若干张来间接测量反射31的强度I

接着确定的照明条件参数代表在受试者的环境E中的照明条件下的受试者的眼睛3的屈光特征的确定的可行性。

可以将照明条件参数确定为代表环境光强度I

替代性地，可以将照明条件参数确定为单独代表环境光强度I

当发现照明条件参数小于预定阈值时，便携式电子设备确定受试者的眼睛3的多个屈光特征或一个屈光特征的确定是可行的和/或可靠的。

在入射到受试者的面部上的环境光的强度等于1000坎德拉/平方米、或优选地等于300坎德拉/平方米或甚至更优选地等于50坎德拉/平方米的阈值情形下，此预定阈值可以等于所述照明条件参数的值。

否则，便携式电子设备确定眼睛3的多个屈光特征或一个屈光特征的确定是不可行或不可靠的，并且环境光强度I

应注意，如上所述，在根据本发明的方法中，也可以基于视网膜反射31的一个或多个强度剖面来确定受试者2的眼睛3的屈光特征。在这种情况下，步骤So、So'、a)、b)、a')、b')和c)可以以与上述方式类似的方式执行，但是，与基于反射31的大小的确定的情况相比，稍作修改。然而，在这种情况下，该方法不包括上述步骤a)和b)的第四组相继执行，在此期间光源的大小变化。

上文已呈现的用于确定受试者2的眼睛3的一个或多个屈光特征的方法可以应用到受试者2的两只眼睛中的每一只的一个屈光特征或多个屈光特征的确定。

在通过便携式电子设备1的第一实施例来实现该方法的该方法的其它实施例中，此设备1的屏幕11和图像捕获装置10可以指向反射镜。在这种情况下，受试者通过此反射镜看着便携式电子设备1。受试者的眼睛3与其正看着的点之间的光学距离因此增大。因此，受试者的眼睛3聚焦在光学上比受试者2在没有所述反射镜的情况下直接看着便携式电子设备的情况下远的点上，这提高了此眼睛3的一个屈光特征或多个屈光特征的确定的准确性。