使用沉浸式系统确定眼睛的耐力的方法及其电子设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201980012294.0 (22)申请日 2019.02.07 (30)优先权数据 201841004682 2018.02.07 IN 201841004682 2019.02.04 IN (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2020.08.07 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/KR2019/001539 2019.02.07 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2019/156485 EN 2019.08.15 (71)申请人 三星电子株式会社 地址 韩国京。

2、畿道水原市灵通区三星路129 号 (72)发明人 艾希施戈亚尔 维贾雅纳拉扬蒂瓦里 图莎尔西尔卡阿罗克纳特德 (74)专利代理机构 北京英赛嘉华知识产权代理 有限责任公司 11204 代理人 王达佐杨莘 (51)Int.Cl. G02B 27/01(2006.01) (54)发明名称 使用沉浸式系统确定眼睛的耐力的方法及 其电子设备 (57)摘要 根据本公开的实施方式提供了用于确定佩 戴者的眼睛的屈光力的方法。 该方法包括通过第 一电子设备(100)使得在第二电子设备(200)的 显示器(202)上显示至少一个视标的虚拟图像。 此外， 该方法包括通过第一电子设备(100)改变 视标的焦点以提供。

3、光学处方的变化。 另外， 该方 法包括通过第一电子设备(100)基于视标的改变 的焦点进行佩戴者的眼睛检查。 进一步地， 该方 法包括通过第一电子设备(100)确定佩戴者的眼 睛的屈光力。 权利要求书2页 说明书12页 附图11页 CN 111699432 A 2020.09.22 CN 111699432 A 1.用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的方法， 所述方法包括： 通过第一电子设备(100)使得在第二电子设备(200)的显示器(202)上显示至少一个视 标的虚拟图像； 通过所述第一电子设备(100)改变所述至少一个视标的焦点以提供光学处方的变化； 通过所述第一电子设备(100)基于所述至少。

4、一个视标的改变的焦点对所述佩戴者进行 眼睛检查； 以及 通过所述第一电子设备(100)基于所述眼睛检查确定所述佩戴者的眼睛的所述屈光 力。 2.根据权利要求1所述的方法， 其中， 使用存在于所述第一电子设备(100)中的正沉浸 式透镜(102)和插入于所述第一电子设备(100)中的平面反射镜(104)的组合形成所显示的 视标的虚拟图像。 3.根据权利要求1所述的方法， 其中， 所述至少一个视标的所述虚拟图像在所述显示器 (202)上显示到可变的光学距离上。 4.根据权利要求2所述的方法， 其中， 所述平面反射镜(104)放置在所述第一电子设备 (100)的内部， 其中， 所述平面反射镜(104。

5、)放置在所述第二电子设备(200)的所述显示器的 前方， 配置为生成可变的光学距离。 5.根据权利要求1所述的方法， 其中， 通过所述第一电子设备(100)使得在所述显示器 (202)上显示所述至少一个视标的所述虚拟图像包括： 在第一距离处将所述至少一个视标随机地投影在所述第二电子设备(200)的所述显示 器(202)上； 在沿着正沉浸式透镜(102)的光轴与所述正沉浸式透镜(102)相距第二距离处， 通过平 面反射镜(104)形成第一虚拟未放大正像， 其中， 所述第二距离基于所定向的视标的所述第 一距离而改变； 在第三距离处通过所述平面反射镜(104)形成第二虚拟未放大正像， 其中， 所述第。

6、二虚 拟未放大正像是所述第一虚拟未放大正像的反射； 以及 使得在所述显示器(202)上显示所述至少一个视标的所述虚拟图像。 6.根据权利要求1所述的方法， 其中， 通过所述第一电子设备(100)使得在所述第二电 子设备(200)的所述显示器(202)上显示至少一个视标的所述虚拟图像包括： 将所述第二电子设备(200)的显示器放置成靠近具有正沉浸式透镜(102)的所述佩戴 者的眼睛； 以及 使至少一个视标的所述虚拟图像在所述第二电子设备(200)的所述显示器(202)上显 示到可变的光学距离上。 7.根据权利要求1所述的方法， 还包括： 通过所述第一电子设备(100)向所述佩戴者提 供通知。 8。

7、.根据权利要求1所述的方法， 其中， 基于用户历史、 行为特征、 用户偏好、 用户概况信 息和用户账户来确定所述佩戴者的眼睛的所述屈光力。 9.根据权利要求1所述的方法， 其中， 基于语音输入机制、 指纹机制、 面部识别机制和虹 膜识别机制来确定所述佩戴者的眼睛的所述屈光力。 10.根据权利要求1所述的方法， 还包括： 通过所述第一电子设备(100)将所述佩戴者的 权利要求书 1/2 页 2 CN 111699432 A 2 眼睛的所述屈光力存储在存储器中。 11.根据权利要求1所述的方法， 其中， 所述眼睛的所述屈光力指示球面屈光不正， 其 中， 所述球面屈光不正包括近视、 远视和老花眼中的。

8、至少一种。 12.根据权利要求1所述的方法， 其中， 所述眼睛的所述屈光力为所述用户提供关于矫 正球面透镜的建议。 13.用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的系统(1000)， 所述系统包括： 第二电子设备(200)， 包括显示器(202)， 其中所述显示器(202)与第一电子设备(100) 联接； 以及 所述第一电子设备(100)包括平面反射镜(104)和正沉浸式透镜(102)， 其中， 所述第一 电子设备(100)配置为： 在所述第二电子设备(200)的所述显示器(202)上显示至少一个视标的虚拟图像； 改变所述视标的焦点以提供光学处方的变化； 基于所述视标的改变的焦点对所述佩戴者进行眼睛检查；。

9、 以及 确定所述佩戴者的眼睛的所述屈光力。 14.根据权利要求13所述的系统(1000)， 其中， 使用存在于所述第一电子设备(100)中 的正沉浸式透镜(102)和插入于所述第一电子设备(100)中的平面反射镜(104)的组合来形 成所显示的视标的虚拟图像。 15.根据权利要求13所述的系统(1000)， 其中， 所述至少一个视标的所述虚拟图像在所 述显示器(202)上显示在可变的光学距离上。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111699432 A 3 使用沉浸式系统确定眼睛的耐力的方法及其电子设备 技术领域 0001 本公开涉及沉浸式系统， 并且更具体地涉及使用沉浸式系统估计眼睛的耐力的。

10、方 法和系统。 背景技术 0002 人眼是复杂的相机类型的成像系统， 在该系统中， 在宽范围距离处的对象动态聚 焦在视网膜(光敏组织)上。 由于源自角膜和晶状体的组合， 眼睛的屈光力可调节， 因此可以 实现动态聚焦。 角膜提供固定的屈光力(即， 约为眼睛总聚焦力的三分之二)。 但是， 晶状体 可以改变其形状以将处于各种距离上的物体聚焦到视网膜上。 这导致眼睛的光学能力可调 节。 晶状体形状的这种适应称为调节， 而眼睛可以聚焦的距离范围称为调节范围。 0003 眼球、 角膜或晶状体的形状缺陷会导致难以或无法将光正确得聚焦到视网膜上， 这种缺陷称为屈光误差， 并且其症状可包括视力模糊、 复视、 头。

11、痛和眼睛疲劳。 图1A-图1C示 出了人眼屈光不正的常见类型、 其后果及矫正情况。 0004 如图1A所示， 完全放松的眼睛将无限远处发出的光线清晰地聚焦在视网膜上， 从 而产生了理想的视力， 这种情况称为正视眼。 如图1B所示， 来自无限远的光线聚焦在视网膜 前面。 这样会导致远处的物体显得模糊， 而近处的物体则是清晰的。 这种情况通常称为近视 眼或近视。 近视可以使用凹(负)透镜矫正。 如图1C中， 来自无限远的光线聚焦在视网膜之 外。 在这种情况下， 远处的物体显得清晰， 而近处的物体却是模糊的。 这种情况通常称为远 视眼或远视。 远视可以使用凸透镜(即正透镜)矫正。 另外， 老花眼是眼。

12、睛的调节范围受损的 一种情况， 导致近距离物体和远处物体都显得模糊。 其它屈光不正包括由于角膜的不规则 形状导致径向不对称聚焦所致的散光和更高阶的误差。 0005 此外， 电子设备显示器和虚拟现实耳机的进步为通过交互式系统进行远程眼部保 健提供了新的机会。 这样可以最小化对训练有素的专家和繁琐的临床设置的依赖。 0006 当前， 为了测量眼耐力， 人们必须去看临床医生/眼镜师， 在那里尝试用不同的透 镜读取4m距离的字母/字母表。 没有简单的方法在家中 “按需” 跟踪/监视视力障碍的进展。 例如， 用户可能想在拜访临床医生之前最早检测其视力的进展。 此外， 用户可能想使用电子 设备(例如， 智。

13、能电话)获知现有视力是否有任何变化。 0007 在现有方法中， 用于估计眼耐力的两种方法是客观方法和主观方法。 在客观方法 中， 该方法可以用于检测和估计屈光误差， 而无需积极地使受试者参与。 在视网膜检影法 中， 眼睛的眼底被照亮， 检影镜用于研究瞳孔的光反射并测量眼睛的屈光状态。 因此， 通过 将参考图案投影到眼底上， 然后记录反射后的图像或对准询问图案， 直接测量眼睛晶状体 的形状。 自动折射器将已知的光图案投射在受试者的眼睛中， 并测量在视网膜上形成的图 像的畸变。 包括沙克哈特曼(Shack-Hartmann)技术在内的大多数自动验光仪都是基于舍纳 (Scheiner)原理。 客观方。

14、法需要专门的光学仪器和训练有素的专业人员， 从而限制了其在 远程眼部保健中的使用。 客观方法中涉及复杂的仪器， 该仪器具有用于光轴对准和控制调 节的可移动光学部件以及特殊波长的发光器。 通常需要进行监督， 并且在临床设置之外很 说明书 1/12 页 4 CN 111699432 A 4 少使用仪器。 0008 在主观方法中， 屈光误差的测量是使用受试者主动参与的反馈来确定的。 要求用 户在受控距离和照明条件下读取包含标准符号或视标的校准图表、 读取字母或对准图案 等。 屈光误差是通过记录受试者在佩戴各种试戴透镜后对视力图清晰度的判断来测量的。 当无法与用户互动时(例如年幼的孩子)， 主观测试并。

15、不合适。 寻找受试者的眼睛的矫正处 方是一个复杂的过程， 通常包括两个步骤。 首先使用自动验光仪估计屈光误差， 然后使用主 观程序进行矫正。 通常， 在主观方法中使用具有移动部件以及发光器和检测器的专用硬件。 使用移动屏幕， 而不是专用和特定用途的发光器。 使用微透镜阵列和针孔的组合来模拟有 限的光场显示。 不需要移动光学部件和光探测器。 然而， 所使用的光学部件在商业上不能用 于其他目的， 并且专门用于测量眼睛的屈光力。 0009 以上信息仅作为背景信息呈现， 以帮助理解本公开。 关于以上内容中的任何内容 是否可以用作关于本公开的现有技术， 既没有做出确定， 也没有做出断言。 发明内容 00。

16、10 技术问题 0011 本公开的实施方式是提供用于使用沉浸式系统确定眼睛的耐力的方法和系统。 0012 本公开的实施方式是在电子设备的显示器上显示至少一个视标的虚拟图像。 0013 本文的公开的实施方式是改变视标的焦点以提供光学处方的变化。 0014 本文的公开的实施方式是基于视标的改变的焦点对佩戴者进行眼睛检查。 0015 问题的解决方案 0016 根据本公开的实施方式， 提供了用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的方法。 该方法 包括通过第一电子设备使得在第二电子设备的显示器上显示显示的至少一个视标的虚拟 图像。 此外， 该方法包括通过第一电子设备改变视标的焦点以提供光学处方的变化。 此外， 该。

17、方法包括通过第一电子设备基于视标的改变的焦点对佩戴者进行眼睛检查。 此外， 该方 法包括通过第一电子设备确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0017 在实施方式中， 使用存在于第一电子设备中的正透镜和插入于第一电子设备中的 平面反射镜的组合形成显示的视标的虚拟图像。 0018 在实施方式中， 至少一个视标的虚拟图像在显示器(202)上显示在可变的光学距 离上。 0019 在实施方式中， 平面反射镜放置在第一电子设备的内部， 其中， 平面反射镜放置在 第二电子设备的显示器的前方， 配置为生成可变的光学距离。 0020 在实施方式中， 通过第一电子设备使得在显示器上显示显示的至少一个视标的虚 拟图像包括：。

18、 在第一距离处将定向视标随机地投影在第二电子设备的显示器上； 在沿着正 透镜(即正沉浸式透镜)的光轴与正透镜相距第二距离处， 通过平面反射镜形成第一虚拟未 放大正像， 其中， 第二距离是基于定向视标的第一距离改变的； 以及在第三距离处通过平面 反射镜形成第二虚拟未放大正像， 其中， 第二虚拟未放大正像是第一虚拟未放大正像的反 射。 0021 在实施方式中， 通过将第二电子设备的显示器放置成靠近具有会聚透镜的用户， 在第二电子设备的显示器上显示至少一个视标的虚拟图像。 说明书 2/12 页 5 CN 111699432 A 5 0022 在实施方式中， 该方法还包括通过第一电子设备向佩戴者提供通。

19、知。 0023 在实施方式中， 基于用户历史、 行为特征、 用户偏好、 用户概况信息和用户账户来 确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0024 在实施方式中， 基于语音输入机制、 指纹机制、 面部识别机制和虹膜识别机制来确 定佩戴者的眼睛的屈光力。 0025 在实施方式中， 该方法还包括通过第一电子设备将佩戴者的眼睛的屈光力存储在 存储器中。 0026 在实施方式中， 眼睛的屈光力表示球面屈光不正， 其中， 球面屈光不正包括近视、 远视和老花眼中的至少一种。 0027 在实施方式中， 眼睛的屈光力为用户提供关于矫正球面透镜的建议。 0028 根据本公开的实施方式， 提供了用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的。

20、系统。 该系统 包括第二电子设备， 该第二电子设备包括显示器。 显示器与第一电子设备联接。 第一电子设 备包括平面反射镜和正透镜。 第一电子设备配置为在第二电子设备的显示器上显示至少一 个视标的虚拟图像。 第一电子设备配置为改变视标的焦点以提供光学处方的变化。 第一电 子设备配置为基于视标的改变的焦点对佩戴者进行眼睛检查。 第一电子设备配置为确定佩 戴者的眼睛的屈光力。 0029 当结合以下描述和附图考虑时， 将更好地领会和理解本文中的实施方式的这些和 其他方面。 然而， 应当理解， 以下描述虽然指示了优选实施方式及其众多具体细节， 但是它 们是以说明性的而非限制性的方式给出的。 在不脱离本发。

21、明的精神的情况下， 可以在本文 的实施方式的范围内做出许多改变和修改， 并且本文中的实施方式包括所有这样的修改。 0030 发明的有益效果 0031 本公开的各种实施方式提供了用于更有效地估计眼睛的屈光力的方案。 附图说明 0032 在附图中示出了该方法， 在所有附图中， 各个附图中相同的附图标记指示相应的 部分。 根据参考以下附图的描述将更好地理解本申请的实施方式， 在附图中： 0033 图1A示出了光线聚焦在人眼的视网膜上的示例； 0034 图1B示出了光线聚焦在人眼的视网膜前面的示例； 0035 图1C示出了光线聚焦在人眼的视网膜之外的示例； 0036 图2示出了根据本公开的实施方式的系。

22、统使用沉浸式系统估计用户的球面屈光误 差的示例场景； 0037 图3示出了根据本公开的实施方式的典型VR环境的光学设置的概略图； 0038 图4示出了根据本公开的实施方式的VR环境的提议的光学设置的概略图； 0039 图5是根据本公开的实施方式的沉浸式系统的分解图。 0040 图6是根据本公开的实施方式的描绘了沉浸式系统的布置和操作的示例性布置； 0041 图7示出了根据本公开的实施方式的利用沉浸式系统评估眼睛的耐力的示例场 景； 0042 图8示出了根据本公开的实施方式的用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的方法的流 程图； 说明书 3/12 页 6 CN 111699432 A 6 0043 图9。

23、是示出根据本公开的实施方式的用于投影显示在显示器上的至少一个视标的 虚拟图像的各种操作的流程图； 0044 图10示出了根据本公开的实施方式的用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的各种操 作的示例性流程图； 0045 图11示出了根据本公开的实施方式的用于验证显示对象的投影距离与其在显示 器上的垂直坐标之间的关系的校准数据； 0046 图12A是根据本公开的实施方式的显示各种视标的示例性场景； 0047 图12B是根据本公开的实施方式的显示各种视标的另一示例性场景； 0048 图12C是根据本公开的实施方式的显示各种视标的又一示例场景； 0049 图12D是根据本公开的实施方式的显示各种视标的再一示例。

24、场景； 0050 图13是根据本公开的实施方式的系统确定佩戴者的眼睛的屈光力的示例性场景； 以及 0051 图14是根据本公开的实施方式的系统确定佩戴者的眼睛的屈光力的另一示例性 场景。 具体实施方式 0052 参照在附图中示出并且在以下描述中详细描述的非限制性实施方式， 更全面地说 明本文的实施方式及其各种特征和有利细节。 省略了公知的组件和处理技术的描述， 以避 免不必要地使本文的实施方式不清楚。 另外， 本文描述的各种实施方式不必互相排斥， 因为 一些实施方式可以与一个或多个其它实施方式结合以形成新的实施方式。 除非另有说明， 否则本文所用的术语 “或” 是指非排他性的 “或” 。 本文。

25、使用的示例仅旨在帮助对可以实践本 文实施方式的方式的理解， 并且进一步使本领域技术人员能够实践本文的实施方式。 因此， 示例不应被解释为限制本文的实施方式的范围。 0053 如本领域中的传统那样， 实施方式可以以实现所描述的功能或多个功能的块的方 式进行描述并示出。 在本文中可称为单元或模块等的这些块通过诸如逻辑门的模拟或数字 电路、 集成电路、 微处理器、 微控制器、 存储器电路、 无源电子组件、 有源电子组件、 光学组 件、 固定电路等在物理上实现， 并且可以可选地通过固件和软件进行驱动。 例如， 电路可以 实施在一个或多个半导体芯片中， 或者实施在诸如印刷电路板等的衬底支撑件上。 构成块。

26、 的电路可通过专用硬件或通过处理器(例如， 一个或多个编程微处理器及相关联的电路)或 通过执行块的一些功能的专用硬件和执行块的其他功能的处理器的组合来实现。 在不脱离 本发明的范围的情况下， 实施方式的每个块可以在物理上被分成两个或更多个相互作用且 分开的块。 同样， 在不脱离本发明的范围的情况下， 实施方式的块可以物理地组合成更复杂 的块。 0054 附图用于帮助容易地理解各种技术特征， 并且应当理解， 本文呈现的实施方式不 受附图的限制。 由此， 本公开应被解释为延伸到除了在附图中特别列出的那些之外的任何 变化、 等同和替代。 尽管本文可以使用术语第一、 第二等来描述各种元件， 但是这些元。

27、件不 应受到这些术语的限制。 这些术语通常仅用于将一个元件与另一个元件区分开。 0055 本文中使用的诸如 “第一” 、“第二” 等的术语可以指本公开的各种实施方式的各种 元件， 但是不限制这些元件。 例如，“第一用户设备” 和 “第二用户设备” 可以指示不同的用户 说明书 4/12 页 7 CN 111699432 A 7 设备， 而与其顺序或优先级无关。 例如，“第一用户设备” 和 “第二用户设备” 指示不同的用户 设备。 例如， 在不脱离本公开的范围的情况下， 第一元件可以被称为第二元件， 并且类似地， 第二元件可以被称为第一元件。 0056 根据情况， 本文中使用的表述 “配置为” 可。

28、以用作例如表述 “适合于” 、“具有能 力” 、“设计为” 、“适于” 、“制造为” 或 “能够” 。 术语 “配置为” 不得仅表示硬件中的 “专门设计 为” 。 相反， 表述 “设备配置为” 可以表示该设备 “能够” 与另一设备或其他组件一起操作。 例 如，“处理器配置为(或设置为)执行A、 B和C” 可以指用于执行相应操作的专用处理器(例如 嵌入式处理器)或者通过执行存储在存储设备中的一个或多个软件程序来执行相应操作的 通用处理器(例如中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP)。 0057 在本公开中， 术语 “佩戴者” 、“用户” 、“观看者” 和 “对象” 可互换使用。 在本公开中， 。

29、术语 “显示器” 和 “屏幕” 可互换使用。 0058 因此， 本文的实施方式实现了用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的方法。 该方法包 括通过沉浸式系统使得在电子设备的显示器上显示的至少一个视标的虚拟图像进行显示。 此外， 该方法包括通过沉浸式系统改变视标的焦点以提供光学处方的改变。 此外， 该方法包 括通过沉浸式系统基于视标的改变的焦点对佩戴者进行眼睛检查。 此外， 该方法包括通过 沉浸式系统确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0059 该方法可以用于以简单、 成本有效和准确的方式使用沉浸式系统(例如， 虚拟现实 (VR)装置、 增强现实(AR)装置、 混合AR装置等)来估计眼睛的耐力。 该方法可用于估。

30、计人眼 的球面屈光误差， 而无需另外的硬件元件， 无需使用机械运动部件和专家的协助。 该方法可 以用于基于交互从用户接收反馈， 从而以有效的方式自动地估计调节范围、 球面屈光误差 和聚焦速度。 0060 在示例中， 沉浸式系统可用于独立评估每只眼睛， 并且在对一只眼睛进行测试时， 另一只眼睛的视线完全被遮蔽。 沉浸式系统配置为显示视标并记录多个观测值， 以使系统 对猜测具有鲁棒性。 此外， 沉浸式系统在受控深度处显示不同的符号(例如， 视标等)， 并使 用VR控制器记录用户对感知到的符号的清晰度的反馈。 在示例中， 显示的滚动的E表的字母 “E” 沿四个方向(例如， 右方向、 向上方向、 向下。

31、方向和左方向)之一随机定向， 并且要求用户 在VR控制器的相应方向上滑动(如图12A所示)。 如果显示的视标显示模糊且用户无法识别 其定向， 则用户可以双击VR控制器。 0061 对于每次观测， 可能会有三种类型的主体反馈， 例如正确、 错误和不确定响应。 当 用户针对特定距离记录了多个不正确和/或不确定的响应(对应于双击)时， 沉浸式系统会 推断用户无法适应该距离并因此识别屈光误差。 0062 所提出的方法可以用于使估计耐力和对专家的依赖性的系统的体积最小化。 0063 与常规方法和系统不同， 所提出的方法能够将显示在电子设备屏幕上的视标的虚 拟图像直接投影到可变光学距离上， 该可变光学距离。

32、可以通过逻辑来控制， 而无需任何移 动部件。 使用已经存在于沉浸式系统中的正透镜(即， 正沉浸式透镜等)和可以插入到沉浸 式系统中的平面反射镜的组合来形成显示的视标的虚拟图像。 这使基于反射的深度模拟能 够估计视力， 检测近视、 远视和老花眼以及自动功率处方。 所提出的方法的主要优点是， 佩 戴者可以在其家庭环境中测量其眼耐力。 此外， 提出的系统将允许捕获最早的视力障碍。 另 外， 用户可以以频繁间隔比较并跟踪他们的视力。 说明书 5/12 页 8 CN 111699432 A 8 0064 此外， 所提出的方法使电子设备能够使用沉浸式系统来估计眼睛的屈光力， 而无 需更多额外的硬件需求。 。

33、屈光力是通过记录主体聚焦于所显示的视标的能力来估计的。 可 以在不同的光学距离上投影各个视标。 0065 该方法可用于提供屈光测试结果， 从而以成本有效的方式得出用于球面屈光误差 校正的处方。 该方法可用于检测屈光不正并识别近视、 远视和老花眼。 该方法可用于通过更 改视标的大小来确定未矫正和最佳矫正的视力。 该方法可以用于检测用户可以聚焦的距离 范围(即， 调节范围)。 该方法可用于测量调节速度。 该方法允许用户在测试过程中随时休 息， 以免造成眼睛疲劳。 在提出的方法中， 沉浸式系统中的光学系统以距眼睛可编程的受控 距离投影显示图案(例如， 视标等)。 0066 该方法可用于基于纵向测试数。

34、据自动预测和跟踪视觉屈光不正的发作和进展。 这 是基于存储在所提议的系统的云/分析平台中的数据。 该方法可用于通过消除由人工更换 透镜引起的时间延迟， 使用沉浸式系统快速估计眼睛的耐力。 0067 各种显示图案和视标设计成消除对用户阅读任何语言或脚本的能力的依赖。 该方 法可用于基于用户数据以定制方式使用沉浸式系统估计眼睛的耐力。 对于想要不戴眼镜佩 戴VR头戴式耳机的用户而言， 该方法可用于改善视觉体验。 0068 现在参考附图， 并且更具体地参考图2至图14， 其中在所有附图中相似的附图标记 始终表示对应的特征， 其中示出了优选的实施方式。 0069 图2示出了根据本公开的实施方式的系统1。

35、000使用沉浸式系统100估计用户的球 面屈光误差的示例场景。 在实施方式中， 系统1000包括沉浸式系统100和电子设备200。 沉浸 式系统100可以是例如但不限于VR装置、 AR装置、 混合AR装置、 头戴式显示器、 主观屈光力测 量装置等。 电子设备200可以是例如但不限于智能电话、 移动电话、 平板电脑、 智能玻璃等。 电子设备200包括显示器(未示出)， 其中该显示器与沉浸式系统100联接。 沉浸式系统100包 括平面反射镜(未示出)和正透镜(未示出)。 沉浸式系统100配置为投影出显示在电子设备 200的屏幕(未示出)上的至少一个视标的虚拟图像。 沉浸式系统100和电子设备200。

36、可以实 现为单个设备并且可以被称作电子设备。 沉浸式系统100和电子设备200可以实现为不同的 设备， 并且可以分别称为第一电子设备和第二电子设备。 0070 在示例中， 用户在眼睛检查期间通过正透镜看到显示在沉浸式系统100上的像素。 通过正透镜形成的任何图像可以是真实的也可以是虚拟的。 在提议的系统1000中， 用户看 到的图像是虚拟的。 例如， 如果在智能电话上显示向右的字母 “E” ， 则用户会看到相同的字 母。 0071 在提议的系统1000中， 眼睛检查类似于临床主观屈光测试。 在临床设置中， 物理地 戴上试戴透镜， 然后要求用户阅读视力表， 而在提议的系统1000中， 眼睛检查模。

37、拟了VR环境 中的临床设置。 眼睛检查的目的是确定用户的眼睛健康并提供光学处方。 0072 在实施方式中， 通过以第一距离在电子设备200的屏幕上随机地投影定向视标， 将 至少一个视标的虚拟图像投影在屏幕上， 从而通过平面反射镜在沿着正透镜的光轴距正透 镜第二距离处形成第一虚拟未放大正像， 其中第二距离基于定向视标的第一距离而变化， 并在第三距离处通过平面反射镜形成第二虚拟未放大正像， 其中第二虚拟未放大正像是第 一虚拟未放大正像的反射。 0073 在实施方式中， 通过靠近具有会聚透镜的用户放置电子设备的显示器， 至少一个 说明书 6/12 页 9 CN 111699432 A 9 视标的虚拟。

38、图像显示在电子设备的屏幕上。 0074 此外 ， 沉浸式 系统1 00被配置为改 变视标的 焦点以 用于提供光学处 方 (prescription)的变化。 基于改变的视标焦点， 沉浸式系统100配置为进行佩戴者的眼睛检 查。 沉浸式系统100配置为基于眼睛检查来确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0075 光学处方定义为每只眼睛恢复正常视力所需的矫正球面透镜的规格集。 光学处方 可随时间变化。 在示例中， 近视用户的光学处方为左眼-0.5距离， 右眼-1.0距离， 远视用户 的光学处方为左眼+0.75距离， 右眼+1.5距离。 用于投影显示器上显示的至少一个视标的虚 拟图像以及改变视标的焦点以提供光。

39、学处方的变化的各种操作将参照图9和图10进行说 明。 0076 在示例中， 用户想要检查他/她的视力。 用户佩戴沉浸式系统100， 并且如果存在任 何历史的数据， 则沉浸式系统100基于用户的过去数据来选择视标大小、 定向/顺序和投影 距离， 或者默认为预设值。 显示视标， 并使用图9中描述的流程来设置由提议的系统1000确 定的投影深度。 此外， 用户根据他/她是否可以清楚看到视标来记录他/她的响应。 以不同的 投影距离重复此过程。 在每个距离处， 沉浸式系统100已经记录了用户的响应。 用户的响应 和投影距离的数据由提出的方法使用以在近视测试期间为用户计算矫正光学处方。 对于远 视测试和老。

40、花眼测试， 可以延伸类似的步骤。 0077 在实施方式中， 基于用户数据(例如， 用户历史、 行为特征、 用户偏好、 用户概况信 息、 用户账户等)来确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0078 在实施方式中， 基于语音输入机制、 指纹机制、 面部识别机制和虹膜识别机制来确 定佩戴者的眼睛的屈光力。 在实施方式中， 眼睛的屈光力表示球面屈光不正， 其中球面屈光 不正包括近视、 远视和老花眼中的至少一种。 0079 在实施方式中， 眼睛的屈光力为用户提供了关于矫正球面透镜的建议。 0080 在示例中， 需要用户数据(例如， 用户历史、 行为特征、 用户偏好、 用户概况信息和 用户账户等)随着时间的推移逐。

41、步跟踪用户的眼睛健康。 此外， 生物信息(例如， 语音输入机 制、 指纹机制、 面部识别机制、 虹膜识别机制等)用于进行用户识别和认证。 考虑， 用户通知 沉浸式系统100 “请检查我的视力是否已改变” 。 由于对敏感健康数据的访问仅限于特定用 户， 因此， 基于该查询， 沉浸式系统100将提示用户使用生物特征识别他/她自己。 一旦完成 认证和识别， 沉浸式系统100可以检索用户的历史数据， 该数据包含先前进行的眼睛测试的 结果。 这允许沉浸式系统100智能地控制投影深度， 而不是使用预设值。 当没有历史数据可 用时， 将使用预设值。 智能控制减少了总检查时间和错误。 0081 在实施方式中，。

42、 使用沉浸式系统100中存在的正透镜和插入在沉浸式系统100中的 平面反射镜的组合来形成所显示的视标的虚拟图像。 在实施方式中， 至少一个视标的虚拟 图像在屏幕上显示为可变的光学距离。 0082 在实施方式中， 平面反射镜放置在沉浸式系统100内部， 其中平面反射镜放置在电 子设备200的显示器的前面， 并且被配置为生成可编程的深度感知(depth perception)。 在 本公开中， 改变光学距离和生成可编程深度感知是指与深度和光学距离相同的事物， 在此 两者均指用户所看到的视标的投影距离。 0083 在实施方式中， 沉浸式系统100配置为向佩戴者提供通知。 在实施方式中， 沉浸式 系统。

43、100被配置为将佩戴者的眼睛的屈光力存储在存储器(未示出)中。 说明书 7/12 页 10 CN 111699432 A 10 0084 用户通常穿戴沉浸式系统100， 并通过沉浸式控制器(未示出)与逻辑交互。 通过逻 辑投影的对象的深度是可控制的， 并且因此可以确定用户眼睛的焦点范围。 该逻辑对应于 控制用户通过显示器看到的视标的最终图像的投影深度。 此外， 由逻辑控制改变所显示的 视标的像素位置， 从而改变用户所看到的视标的最终图像的投影深度。 0085 与常规系统不同， 所提议的系统1000用于通过重复使用沉浸式系统100和电子设 备200的商用硬件来估计VR环境或AR环境中的屈光误差。。

44、 系统1000使用户能够通过与VR环 境或AR环境中的逻辑进行简单交互来确定其球面屈光误差。 沉浸式系统100能够在距用户 眼睛受约束的可编程距离处投影显示的对象， 而无需昂贵、 复杂或移动的光学部件。 此外， 系统1000包括交互式程序， 该程序模拟在VR环境或AR环境中的由试戴透镜、 视力表和眼科 医生组成的临床设置， 从而允许屈光误差的远程测量。 在图8至图10中说明了交互过程。 0086 此外， 沉浸式系统包括存储器(未示出)， 该存储器还存储将由处理器(未示出)执 行的指令。 存储器可以包括非易失性存储元件。 这样的非易失性存储元件的示例可以包括 磁性硬盘、 光盘、 软盘、 闪存或电。

45、可编程存储器(EPROM)或电可擦除及可编程(EEPROM)存储 器的形式。 另外， 在一些示例中， 存储器可以被认为是非暂时性存储介质。 术语 “非暂时性” 可以指示存储介质没有体现在载波或传播的信号中。 然而， 术语 “非暂时性” 不应解释为存 储器是不可移动的。 在一些示例中， 存储器可以被配置为存储比存储器更大的信息量。 在某 些示例中， 非暂时性存储介质可以存储可随时间变化的数据(例如， 在随机存取存储器 (RAM)或高速缓存中)。 0087 在实施方式中， 沉浸式系统100包括用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的虚拟图像 投影单元、 视标聚焦改变单元、 眼睛检查执行单元。 0088 虽然。

46、图2示出了系统1000的各种硬件组件， 但是应当理解， 其它实施方式不限于 此。 在其它实施方式中， 系统1000可以包括更少或更多数量的组件。 此外， 组件的标签或名 称仅用于说明性目的， 并不限制本发明的范围。 可以将一个或多个组件组合在一起以执行 相同或基本相似的功能， 以确定佩戴者的眼睛的屈光力。 0089 图3示出了根据本公开的实施方式的典型VR环境的光学设置的概略图。 显示器202 保持为非常靠近具有沉浸式透镜102(即会聚透镜)的用户(即观察者)， 使得显示器202比其 焦点更靠近透镜， 从而生成放大的虚拟图像。 透镜的焦距为f， 并且其距显示器的距离为u0。 虚拟图像是在距透镜。

47、的距离v0处形成的， 由薄透镜公式给出， 等式1： 0090 0091 这里f为正， 且u0f。 0092 图4示出了根据本公开的实施方式的提议的VR环境的光学设置的概略图。 平面反 射镜104(即， 倾斜镜)被引入显示器202和透镜102之间， 使得透镜102的反射侧面向观察者。 显示器202的反射图像由灰色虚线和指示符(f)描绘。 观察者通过透镜102看到该反射图像 的虚拟图像， 由黑色虚线和指示符(g)表示。 考虑， 反射镜104从透镜的光轴以x弧度的角度 倾斜， 并且该光轴垂直于显示平面。 从反射定律得出， 显示器202及其反射图像在反射镜处 对角相等， 即( /2)+x。 因此， 显。

48、示器与其反射图像之间的锐角为2x。 如标记所指示的， 考虑 在显示器202上距其顶部距离z处的像素。 如灰色虚线标记所示， 其在反射镜104中的反射沿 其光轴与透镜102的距离为v1u0+z sin(2x)。 当通过透镜102观察时， 该反射的虚拟图像在 说明书 8/12 页 11 CN 111699432 A 11 公式2给出的距离v2处形成： 0093 0094 通过改变显示器202上的像素位置， 如观察者和他/她的眼睛所见， 像素的焦平面 之间的距离可以改变。 因此， 使用平面反射镜104， 所提议的系统1000以距观察者受约束的 可编程距离实现显示对象的投影。 0095 图5是根据本公。

49、开的实施方式的沉浸式系统100的分解图。 如图5所示， 显示器202 保持在非常靠近具有沉浸式透镜102的用户的位置。 此外， 平面改选镜104布置在显示器202 与沉浸式透镜102之间， 使得沉浸式透镜102的反射侧面向用户， 使得几何光学创建可编程 的深度感知。 0096 图6是根据本公开的实施方式的示例性布置， 其中示出了沉浸式系统100的布置和 操作。 在沉浸式系统100中， 第1部分表示附接到VR头戴式耳机的显示器202。 第2部分表示插 入VR耳机中的平面反射镜104。 第3部分表示已经存在于VR头戴式耳机内的正透镜102。 第4 部分表示通过镜面反射部分在第1部分中显示的对象的虚。

50、拟未放大图像。 第5部分表示通过 透镜折射部分在第1部分中显示的对象的放大图像。 第6部分表示通过透镜折射在第4部分 中反射的虚拟图像的放大图像。 该放大图像用于屈光力评估。 0097 图7示出了根据本公开的实施方式的使用沉浸式系统100估计眼睛的耐力的示例 场景。 图7是示出图6中的光学器件的射线图。 0098 图8示出了根据本公开的实施方式的用于确定佩戴者的眼睛的屈光力的方法的流 程图800。 操作(802-808)由沉浸式系统100执行。 在802处， 该方法包括投影显示在电子设备 200的显示器202上的至少一个视标的虚拟图像。 在804处， 该方法包括自动改变视标的焦 点， 以提供光。