具有远程波前生成器的屈光度计的制作方法
【专利摘要】公开了视力测试方法和装置，所述方法包括：生成图像；远离患者调整图像的波前；将被调整的波前传递到患者眼睛附近、患者眼睛上、或患者眼睛内的平面上；根据患者或操作者的反应，改变波前的调整；以及将波前调整的值传递给操作者。所述装置包括：用于生成图像的设备；物理上远离患者调整图像的波前的设备；将被调整的图像波前光学传递到患者眼睛附近、患者眼睛上、或患者眼睛内的平面上的设备；根据患者或操作者的反应，改变图像的波前的调整的设备；以及将持续被调整的波前值传递给操作者的设备。
【专利说明】具有远程波前生成器的屈光度计
【技术领域】
[0001] 本发明涉及主观、双目筒的、患者互动的视力测试。
【背景技术】
[0002] 综合屈光检查仪透镜标度盘，如美国专利4, 523, 822中所描述的那种，在目前的 使用中是最普遍的视力测试设备。该综合屈光检查仪由固定的球面度数和柱状度数的透镜 的标度盘组成，其中度数以〇. 2?或0. 12?的增量变化。在视力测试期间，当患者通过所 选透镜观测视力表中的字母时，综合屈光检查仪被放置在患者眼睛的前方，且不同的透镜 被拨到设备的观测孔中。基于利用每个透镜的组合来增加或减少患者所感知的图像的清晰 度，验光师以迭代方式确定校正视力的球面透镜和柱状透镜的最佳组合，并且随后把这些 值记录为镜片参数（prescription)。本领域的技术人员清楚的是，常规的镜片参数以屈光 度数（dioptric power) "D"（具有+1屈光度的光学度数的透镜将平行光线聚在1米的焦 点处）来提供，其中"D"采用0· 2?或0· 12?分辨度（1/4屈光度或1/8屈光度）的增量。
[0003] 对于本领域的技术人员来说，综合屈光检查仪具有已知的缺陷，这些缺陷包括测 量分辨度、引起仪器调节的倾向、有限的观测视场、以及一些患者认为不明确的检查任务， 其中测量分辨度受到其固定度数透镜的度数差的限制。
[0004] 在美国专利3, 305, 294中，阿尔瓦雷兹（Alvarez)描述了能够调节光学度数的两 元件的透镜系统。阿尔瓦雷兹透镜包括配对的透镜元件，其中每一个具有由三次多项式限 定的表面形状。当阿尔瓦雷兹透镜对中的一个元件在垂直于其光轴的方向上进行平移时， 该透镜对的光学度数随着平移量而变化。
[0005] 汉弗莱（Humphrey)的编号为3, 874, 774的美国专利描述了主观、双目筒视力测试 仪器，在本文其被称为汉佛莱视力分析仪（"HVA"）。HVA并入了单对可变度数的阿尔瓦雷 兹透镜以提供球面校正，以及沿着仪器的光轴串联布置的第二和第三对阿尔瓦雷兹透镜， 以分别提供沿着0° -90°和45° -135°轴的可变的散光校正度数，而不是使用固定度数 的透镜。两个固定轴的和可变度数的阿尔瓦雷兹柱状透镜的用途被用来在任何期望的轴上 生成采用〇. 12?或0.2?增量的产生柱状度数。在HVA屈光度计中的可变度数的阿尔瓦 雷兹透镜的使用是相对综合屈光检查仪中和类似现有技术设备中的固定度数透镜的发明 特征。
[0006] 在综合屈光检查仪和类似的现有的技术方法中，校正透镜被直接物理地放在患者 的前方。在HVA中，透镜被远程地放置在机柜中，该机柜介于患者和操作者之间，且阿尔瓦 雷兹透镜的光学特性通过被放置在患者前面大约3米处的凹形视场反射镜来被成像，或被 光学传递到患者眼睛附近的合适的平面上。汉佛莱称该布置为"虚像透镜架构"，并且其消 除了在患者眼睛附近放置大体积装置。当用HVA视场反射镜观测图像时，对于患者来说，看 起来就像隐形的"虚像"校正透镜被放置在其眼睛的前面，并且其允许视力测试在自然观测 条件下就能进行，而不需要引导仪器调节，仪器调节是综合屈光检查仪和类似现有技术设 备固有的常见误差来源。
[0007] 专利3, 874, 774早在1975年就被公布，目前透镜制造技术的改进，允许眼镜镜片 被制造成〇. 01D的分辨度，或者被制造成更小的分辨度，其比由综合屈光检查仪、HVA以及 其它现有技术的视力测试方法所提供的〇. 12?或0. 2?分辨度高出大约10倍的分辨度。 目前类似的分辨度可以在接触式透镜制造中实现，以及通过利用LASIK和PRK外科手术的 激光视力治疗来实现。
[0008] 像差计、波前传感器、以及空间分辨屈光度计最近也变得可用于测量眼睛的较高 阶像差，诸如球面像差、彗形象差（coma)、以及三叶形（trefoil)。与仅仅根据具有被限制 在0. 12?或0. 2?的分辨度的球面和柱状透镜的常规眼科测量相比，将像差测量并入到各 种光学校正的设计中可以为患者提供更好的视力，增强的佩戴舒适度、以及提高的视场深 度。
[0009] 美国专利7, 703, 919B2和7, 926, 944B已经公布了测量视力的新方法，该方法基 于神经眼（neuro-ocular)波前误差，并且其是发明人声称比常规眼科参数或视觉像差术 (ocular aberrometry)测量结果更精确的度量。
[0010] 尽管汉佛莱视力分析器改进了现有技术双目筒视力测试设备上的技术特征，但是 HVA的屈光分辨度并不比综合屈光检查仪的屈光分辨度好，这是因为该设备可调节透镜被 用来模拟眼科参数，并且该设备的最大测量分辨度是0. 12?。HVA不具备获取新可视度量 的能力，诸如，较高阶像差或神经眼波前误差。换句话说，除非采用以〇. 12?的最小增量的 固定球面-柱状模式，否则HVA不能调整图像的波前。
[0011] 在HVA中，患者在偏移垂直方向10°的角度处观测视场反射镜中的图像。该离轴 观测角度引起不希望的散光现象和较高阶像差。为了试图补偿引起的散光现象，汉佛莱教 导了球面反射镜的制造，且随后利用专利号为4, 043, 644的美国专利中所描述的机械夹具 来将该反射镜变形为环形形状。然而，一旦该反射镜被安装在医生的办公室，就不能保证反 射镜随着时间的推移仍保持所需要的形状。采用HVA设备，由于离轴观测和/或由于反射 镜形状变形而引起的较高阶像差既不会被检测到也不会被校正。这些缺陷限制了设备的光 学性能和精确度以及由HVA进行的屈光测量结果，并且因此降低了利用该测量结果作为规 定的校正护目镜的性能。
[0012] 发明3, 874, 774的另一个限制是：该复杂的方法需要将HVA设置在期望的校正度 数下。需要操作者首先拨动一个控制旋轮来设置球面度数，并且随后拨动两个不同的旋轮， 以便设置所期望的散光度数和散光轴。因为散光校正是两个阿尔瓦雷兹柱状透镜的度数的 合成矢量总和，其中每个透镜通过不同的标度盘控制，故对于操作者来说，设置散光度数和 散光轴是项困难和非直观的任务，尤其是对于那些被训练来使用综合屈光检查仪的人来说 更是如此，其中单个旋钮控制柱状度数的轴，而第二个旋钮控制柱状度数。
[0013] HVA光学部件被封装在大体积面板中，其中，该面板介于患者和检查人员之间，其 占据了检查室空间的很大部分空间。该面板干扰了医生接近患者，且妨碍医生使用裂隙灯 显微镜和间接检眼镜、用于实施眼睛健康检查的必要仪器。这将引起工作流程的延迟和患 者的不方便。
[0014] 为了克服伴随3, 874, 774设备的这些限制以及其它限制，本文描述了用于视力测 试的新颖方法和装置。
【发明内容】
[0015] 所公开的视力测试方法包括：生成图像；远离患者调整图像的波前；将被调整的 波前传递到患者眼睛附近、患者眼睛上、或患者眼睛内部的平面上；根据患者或操作者的反 应，改变图像的波前的调整；以及将波前调整的值传递给操作者。
[0016] 公开了视力测试装置，其提供如下工具：生成图像的工具；调整图像的波前的工 具，所述调整工具从物理上远离患者；将被调整的图像的波前光学传递到患者眼睛附近、患 者眼睛上、或患者眼睛内的平面上的工具；根据患者或操作者的反应，改变图像的波前的调 整的工具；以及将被持续调整的波前的值传递给操作者的工具。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是患者坐在检查椅上的装置的概括的侧视图。
[0018] 图2是患者椅子和背部塔式设备的透视图。
[0019] 图3是移除了可调节的透镜的用于右眼和左眼的波前生成器的局部俯视图。
[0020] 图4是可调节的透镜在适当位置的用于右眼的波前生成器的局部细节图。
[0021] 图5是列出了图4所示的可调节的透镜元件的特征的表。
[0022] 图6是系统计算机的输入和输出的框图。
【具体实施方式】
[0023] 通常，本装置打算在具有典型尺寸8' xlO'的眼睛护理专家的检查区中使用。如 图1和2所示，该装置包括：塔式设备1、检查椅2Α、容纳反射视场反射镜4和一个或多个可 选摄像头4Α的观察点3、以及操作控制终端5。利用装置接受视力测试的患者1Α坐在检查 椅座位8中，该检查椅座位8被调节，以将患者的眼睛放在箱子9所指示的期望的检查位置 内。图像通过光学塔盘10中的波前生成器10Α、或其它装置来生成，且被引导到观察点3中 的视场反射镜4,其中在观察点3中它们被反射到位于期望检查位置9内的患者的眼睛中。 在患者的后面，背部机柜1容纳了计算机、电源、以及控制位于光学塔盘10中的波前生成器 的其它专业电子设备。从光学塔盘投射的图像被视场反射镜4反射，且由患者进行观测。
[0024] 图2显示了邻接垂直塔式设备1，且在其前面放置的检查椅2Α的透视图，并且该检 查椅2Α优选地与塔式设备1中机械隔离，以便椅子上的患者的运动与塔式设备的光学组件 隔离。检查椅具有座位部分8,通过可以对系统计算机做出响应的被放置在椅子基底11中 的电动机工具，该座位部分8的位置是可调节的。座位靠背具有头枕12,通过手动装置或者 响应于系统计算机的自动装置，该头枕12是可调节的。可选头靠（未显示）可以被用在光 学塔盘10的下侧，以便在检查期间帮助稳固患者。
[0025] 检查椅具有扶手13,其中每个扶手具有用于支撑患者输入工具15的平台14。在 一个优选实施方式中，输入工具是旋转式触觉标度盘，患者在检查期间可以旋转、平移、或 压下旋转式触觉标度盘来向系统计算机提供输入。合适的触觉控制器通过加利佛尼亚San Jose的下沉技术（Immersion Technologies)公司（95131)来制造，且这些控制器特别适用 于在检查期间为系统提供直观输入。许多其它输入设备是公知的，诸如鼠标、操作杆、旋转 控制装置、触摸屏、声音、以及其它控制工具，其中任意一个输入设备都可以被用在使用本 装置的可选实施方式中。
[0026] 图3显示了移除了可调节的透镜和附属透镜的用于右眼18和左眼19的波前生成 器的俯视图。用于右眼20和左眼21的显示工具生成图像。一种合适的图像生成工具是由 华盛顿Bellevue的EMagin公司制造的模型SXGA 0LED-XL?。许多其它的图像生成工具和 物理设备在本领域是公知的，其包括LED、OLED、DLP、CRT以及其它工具，它们中的任意一个 设备或所有设备都可能适用于使用本装置的可选实施方式中。
[0027] 通过20和21生成的图像经过准直透镜22和23。如图4详细所示，且下文所描 述的，图像的准直光线随后穿过可调节的阿尔瓦雷兹透镜元件和附属透镜元件的管组，其 中它们通过用于右眼的光束转向反射镜24和26并且通过用于左眼的转向反射镜25和27 进行重定向，随后它们被引导到视场反射镜29。透镜24、25、26、以及27的位置和角度对系 统计算机做出响应，以便将光束引导到视场反射镜，并且以便将左光束路径和右光束路径 之间的间隔调节为患者瞳孔间的距离间隔28。用于该装置的合适的可调节的透镜是阿尔 瓦雷兹在美国专利3, 305, 294中所描述的透镜。这些透镜由多对透镜元件组成，其中每个 元件具有可以通过三次多项式所描述的表面形状，并且每个元件是其同类元件的反射镜图 像。由于透镜元件在垂直于元件光轴的位置上相对彼此进行平移，故被传递给穿过它们的 图像的光学度数依据平移量的函数而变化。透镜被安装在周围框架中，并且它们通过运动 装置28平移，使得它们的运动响应于系统计算机。当图像的波前穿过每个透镜元件时，图 像的波前被改变。当图像离开波前生成器的最后的光学元件时，所传递的总变化在本文被 称作图像的波前的调整。这种调整还可能受到本领域技术人员所公知的其它合适光学工具 的影响。
[0028] 本领域技术人员所公知的是，定义阿尔瓦雷兹透镜元件形状的等式的系数可以被 优化，以提高它们的光学性能，例如，通过利用诸如ZeMax(Radiant ZEMAX LLC，3001112th Avenue NE, Suite 202, Bellevue, WA98004-8017USA)的合适的光学设计软件来提高光学性 能。提高其性能的可调节透镜的这些改进在本公开内容的范围内进行充分设想。
[0029] 在本领域是公知的是，其它类型的可调节透镜和反射镜也可以被用在波前生成 器中以调整图像的波前，并且它们被认为是在本公开内容的范围内。可以对计算机进行 响应的可变形反射镜是公知的，诸如由位于NJ的巴林顿的lOlEast Gloucester Pike的 Edmunds光学（08007-1380)制造的那些反射镜。作为一个可选实施方式，上文所描述的可 调节阿尔瓦雷兹透镜可以被固定透镜、被一个或多个可变形反射镜、或被固定透镜、可变形 反射镜和阿尔瓦雷兹透镜以及本公开内容范围内的剩余透镜的任何组合取代。在另外的可 选实施方式中，被布置在机架或其它布置中的一个或多个分离的透镜可以被替换，以便调 整图像的波前。
[0030] 图4显示了用于右眼的波前生成器的更详细的图，其显示了可调节的阿尔瓦雷兹 透镜对和附属透镜对29-45,其被用来修正由显示工具20所创建的图像的波前。这些透镜 的特征（identity)如图5所示。
[0031] 在一个优选实施方式中，阿尔瓦雷兹透镜元件和图像的波前的球面调整的线性分 离之间的关系被证明是：2. 1mm = 1D，并且关于阿尔瓦雷兹透镜元件和图像的波前的柱状 调整之间的线性分离被证明是：1. 8mm = 1D。
[0032] 合适的磁位置编码器或光位置编码器（诸如由Renishaw的编码器读取头 (Encoder Read Head)T 100115A 和编码器规格（Encoder Scale)A-9420-0006M 提供的）， 可以被放置在透镜元件29-45的底端，并且被发送给系统计算机的信号用来确定透镜元件 的位置。这些工具可以用于校正或用于持续操作的目的。
[0033] 总之，可以预见的是，图5中所列出的光学元件将被选来调整图像的波前，以提供 从-20D到+20D的球面-柱状屈光误差的全范围校正，并且提供高达或超过8D的散光校正。 该装置能够以操作者所期望的、在0.00?到20D增量范围之间的任意增量提供持续可调节 的波前调整。可变的分辨度的这种持续可调节的波前调整是针对现有技术HVA、综合屈光 检查仪以及其它现有技术的主要的改进措施，因为高分辨度步长（例如0.01D)可以被选来 提供非常精细的波前调整，以获得最佳视力，并创建用于具有比常规眼科镜片参数的分辨 度高得多的分辨度的校正护目镜的规范，其中常规眼科镜片参数的分辨度被限制为〇. 12? 和0. 2?分辨度。通过提供该发明特征，本装置可以提供关于校正护目镜针对分辨度的规 范，并且目前可以精确地创建新一代眼镜镜片的制造技术。对于操作者在某些情况下将装 置设置为低分辨度步长（例如1.0D)，诸如检查具有较差视力的患者以便加速他们的视力 检查，这些可变的分辨度也是有用的。
[0034] 除了调整图像的波前的球面和柱状组件，本文描述的波前生成器还能够调整波前 以实现对较高阶像差的校正，诸如，通过控制透镜元件31和32的运动的球面像差、以及通 过控制透镜元件33和34的运动的彗形象差。如一个可选实施方式，波前生成器可以利用 固定的和可调节的透镜元件来调整球面误差和散光误差，并且利用可变形的反射镜元件来 调整图像的波前的较高阶像差。
[0035] 图1显示了观察点3的侧视图，观察点3容纳了视场反射镜4。在一个优选实施方 式中，视场反射镜呈圆形形状且具有球面凹曲度，所述球面凹曲度具有大约2. 5M的曲率半 径和在10"和24"之间的直径。这些反射镜在望远镜应用中是公知的，并且合适的反射镜 可以从GA纽曼的星仪器（Star Instruments)公司（30263-7424)获得。关于球面反射镜 的可选实施方式是公知的，诸如可以从亚利桑那（Arizona)的复合反射镜应用公司获得的 CFRP(碳纤维增强聚合物）的球面矩形反射镜。
[0036] 关于视场反射镜的可选实施方式包括非球面反射镜的使用、环形反射镜的使用、 呈现非圆形形状的反射镜的使用、以及平光反射镜（Plano mirror)的使用。
[0037] 在一个优选实施方式中，反射镜的曲率半径对应于患者眼睛的眼镜平面（位于标 称测试位置9)到反射镜之间的大概距离，并且对应于从波前生成器的透镜的中心到视场 反射镜的距离。本领域技术人员所公知的是，被放置在凹形球面反射镜的两倍焦距（或者 曲率半径）距离处的实际物体将产生放大一倍或"单位放大"的物体的实际倒像。在这种 配置中，物体和图像被认为占据共轭平面，这是本领域技术人员所公知的透镜和反射镜的 特性。换句话说，可以说的是，当物体和其图像占据共轭平面时，物体平面中的物体的光学 特性被图像平面中的图像精确地复制，就像是实际物体本身被放置在图像平面中。还可以 说的是，物体已经被光学传递到共轭图像平面中。
[0038] 专利3, 874, 774的发明特征认识到凹形反射镜的光学传递特性可以被应用到校 正光学透镜和实际物体中。具体地，汉佛莱认识到：可调节的阿尔瓦雷兹透镜的校正度数可 以被有效地传递到与共轭图像平面上的凹形反射镜等距离的位置中，其中阿尔瓦雷兹透镜 被放置在等于凹形视场反射镜的曲率半径的距离处。当患者的眼镜平面位于视场反射镜的 曲率中心且校正可调节透镜都在相等的距离之外时（虽然在相对反射镜稍微不同的角度 上），那么校正可调节透镜的特性可以被光学传递到患者的眼镜平面中。
[0039] 本领域技术人员还将清楚的是，在"单位放大"条件下或接近该条件下（即当校 正透镜和患者的眼镜镜片被放置在离凹形球面视场反射镜的距离等于曲率半径的距离处） 操作装置是一种优选的实施方式。然而，所公知的是，由阿尔瓦雷兹透镜以非单位放大进行 成像而引发有效透镜度数的变化，其可以通过下列等式来补偿：
[0040] Po = Pc (Μ)2
[0041] 其中，Ρ〇是患者眼镜平面处的透镜的有效度数，Pc是波前生成器中的校正透镜的 度数，以及Μ是由Do/Di给定的放大，其中Do是校正透镜和视场反射镜之间的距离且Di是 视场反射镜和患者眼睛之间的距离。当患者眼睛位于远离视场反射镜的距离处，而不是位 于曲率半径处时，这种关系可以被用来调节Po。
[0042] 如图1所示，面板5A被提供来支撑显示终端5,显示终端5被操作者用来向计算机 提供控制输入，以及接收来自设备的显示。在检查期间，可以通过常规键盘、鼠标、或可选的 触觉工具15来提供控制装置的操作者对系统的输入。通过常规电缆、光导纤维、或无线工 具，这些设备被连接到系统计算机。对于本领域的技术人员来说，其它输入工具是公知的， 诸如声音输入和姿势输入，并且这些输入和其它输入被认为在本公开内容的范围内。
[0043] 图6显示了到装置的不同子系统的系统计算机50的输入和输出。摄像头46给患 者位置检测器49提供信息，并且患者位置检测器49向系统计算机50提供输入。操作者输 入47和患者输入48被提供给系统计算机。
[0044] 系统计算机50接收输入，且向数据库储存系统52提供输出，其在一个优选实施方 式中可以通过因特网51进行传递。
[0045] 系统计算机50将输出提供给运行数据显示器57和58的显示驱动器55,其在一个 优选实施方式中可以是上文所描述的有机发光二极管。系统计算机50将输出提供给透镜 运动控制系统56,其中透镜运动控制系统56控制执行器，执行器分别驱动用于波前生成器 的右通道和左通道的可调节透镜59和60。
[0046] 在一个优选实施方式中，来自一个或多个摄像头4A的信息可以被发送到合适的 眼睛跟踪软件（诸如由瑞典哥德堡的Smart Eye AB制造的SmartEye、由瑞典Danderyd的 Tobii 技术 AB 制造的 Tobbi、或来自 AZ 的 Tucson 的 Seeing Machines 公司的 faceLAB)，以 确定患者眼睛和观察点反射镜之间的距离。一旦知道了该距离，上文所列出的公式就可以 被用来计算在患者实际位置处的透镜的有效度数。该特征允许患者在被限定的范围9内自 由移动，同时系统自动计算将被应用到波前生成器中的透镜的有效度数的校正。对于现有 技术来说，这是一个重要的发明特征，因为其允许患者在自然观测条件下进行测试，并且可 以自由地到处活动，而不必受到前额枕或头枕的限制。通过保证根据患者实际位置应用合 适的校正因子还提高了测量结果的准确性。
[0047] 该公式可以通过校准表和/或通过调节阿尔瓦雷兹管组25A中的透镜来提供校正 转换，以校正这种非单位放大设备的操作。这些校正可以通过系统计算机自动进行，而不需 要操作者输入。同样公知的是，阿尔瓦雷兹管组中只有一个位置可以位于曲率中心，并且所 述校正因子必须被应用到邻接曲率中心放置的管组中的透镜。为了进一步地提高装置的校 正和准确性，在测试期间，诸如空间可分辨的屈光度计、或Hartmann Schack设备的波前传 感器，可以被放置在可能被患者眼睛潜在占据的位置。通过把波前传感器放置在箱子9内 部的每个位置中，并且通过设置波前生成器以在每个位置产生其全范围的波前调整，提供 用于每个位置的校准值或校正值以及波前调整程度是可能的。
[0048] 如上文所描述的，本公开内容提供了具有远程波前生成器且具有改进的配置的屈 光度计，该配置降低了重量和体积，并且比起现有技术HVA设备所需的占用面积，其占据检 查区面积的一小部分，同时允许医生不受阻碍地接近患者和他们的诊断仪器。
[0049] 通过避免使用机械压接的视场反射镜，并且通过提供散光校正和提供对现有技术 HVA设备中没有进行测量或补偿的、由通过视场反射镜离轴观测导致的较高阶像差的校正， 与HVA相比，本装置的特征为极大地提高了光学性能。通过根据由患者眼睛位置、以离轴方 式使用视场反光镜、以及可调节透镜元件的累积误差所引起的已知光学误差的波前生成器 中的可调节透镜元件的自动调节来校正光学误差，本装置的光学性能得到进一步提高。本 装置还采用可调节的阿尔瓦雷兹透镜，其形状被优化为提供比现有技术HVA中使用的透镜 对所提供的图像质量更好的图像质量。
[0050] 本装置提供用于生成所期望的任意形状、颜色或对比度的图像的改进工具，其包 括高逼真现实世界场景的投射，以便比较由各种参数和不同校正产品所提供的可视性能。 固定场景的图像或移动场景的图像可以被提供用于视力测试，相比现有技术方法，其进一 步提高了患者的测试体验。本装置提供了改进的数字工具和用来校准仪器的改进工具，其 中该数字工具用于在测试期间的校正透镜的度数的高度准确的确定。本装置为操作者提供 了以所期望的任意离散范围，例如〇. 01D或1. 0D步长改变屈光度数的装置。操作者还可以 指定假设透镜将采用的不需要操作者注意的校正。装置提供了用于操作者和患者控制输入 的改进装置，所述改进装置是更直观的、更精确的、并且更易于操作者和患者使用。相比于 现有技术的视力测试设备的使用，本装置将允许更快的主观折射，其导致更准确和更高分 辨度的测量结果，同时为患者提供新颖的和吸引人的临床体验。
[0051] 设备的波前生成器中的校正透镜通过计算机自动运动，缓解了如现有技术装置所 需的操作者手动操作和高熟练度的需要。
[0052] 包括被放置在不是介于检查者和患者之间的位置上的波前传感器的装置的独特 架构，其使将许多光学附件添加到设备上成为可能，诸如空间可分辨的屈光度计、视网膜 镜、Schack-Hartmann像差计、裂隙灯活组织显微镜、裂隙灯摄像头、以及眼底摄像头。对装 置的这些附件添加可以为眼睛护理专家提供新颖且有用的功能，这些是HVA或其他现有技 术设备所不能提供的。
[0053] 在本装置的使用中，包括具备可变的球面、散光度数以及可选的较高阶光学度数 的光学元件的波前生成器被放置在远离患者眼睛的位置并且对计算机做出响应。在校正光 学部件和患者眼睛之间放置了聚焦或光学传递部件，其优选采用球面或环形凹面视场反射 镜的形式，并且其将校正光学部件的实际图像聚焦到患者的眼睛或眼镜平面上。投影仪，优 选为处于设备计算机控制下的数字显示器，其通过波前生成器将实际图像投射到波前生成 器和患者之间的共轭图像位置。对于视力测试和折射，校正光学部件根据主观的患者反应 而变化，以确定用于视力校正的参数。
[0054] 在计算机的控制下，校正光学部件进行用于聚焦误差、和用于在离轴观测角度使 用视场反射镜所引起的其它像差、用于视场反射镜自身的像差，用于受验者的位置，以及用 于可调节的校正光学部件的累积误差的自动校正。患者通过声音命令或数字-输入控制器 将输入提供到设备。
[0055] 这些装置提供了具备远程波前生成器的屈光度计，其具有新颖的发明特征，克服 了现有技术虚像透镜屈光度计和其它现有技术的屈光度计的缺陷，以便测量视力障碍并且 设计用于视力校正的参数。本装置被设计为被眼睛护理专家用来以高于现有技术方法的精 确度和准确度来测量视力，以及用来指定用于校正的设计，其中，相比于易错的现有技术装 置，该校正设计提供了更好的视力和提高的佩戴舒适度。
【权利要求】
1. 一种视力测试方法，包括如下步骤： a. 生成患者可观测的静态或动态（影片）图像； b. 调整所述图像的波前，用于调整所述波前的工具物理上远离所述患者； c. 将所调整的所述图像的波前光学传递到所述患者眼睛附近、所述患者眼睛上、或所 述患者眼睛内的平面上；以及 d. 根据患者的反应，改变所述图像的波前的调整。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括： a.将所调整的波前的值传递给所述操作者。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述波前的所述调整是持续可调节的。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述生成的图像通过从以下集合所选取的设备来 生成，所述集合包括： a. OLED、LED 以及 SLM、或 DLP。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，用于调整所述波前的所述工具将球面和柱状变化 传递给所述波前。
6. 如权利要求1所述的方法，其中，用于调整所述波前的所述工具将球面、柱状、以及 较高阶像差传递给所述波前。
7. 如权利要求1所述的方法，其中，用于调整所述波前的所述工具利用从以下集合所 选取的一个或多个元件，所述集合包括： a. 阿尔瓦雷兹透镜； b. 阿尔瓦雷兹透镜和可变形反射镜； c. 计算机的控制工具； d. Jackson交叉圆柱镜； e. 可变形反射镜； f. 校正偏离标称的患者观测位置的工具；以及 g. -个或多个分离的透镜。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述光学传递步骤使用凹形和球面的视场反射镜。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述光学传递步骤使用凹形和环形的视场反射镜。
10. 如权利要求1所述的方法，其中，通过利用从以下集合所选取的设备来得到所述患 者的反应，所述集合包括： a. 触觉控制器； b. 操纵杆； c. 游戏控制器； d. 手势控制器； e. 眼睛运动控制器； f. 声音识别工具；以及 g. 操作者控制器。
11. 如权利要求1所述的方法，其中，调整所述图像的波前是根据所述患者眼睛中的一 只眼睛的位置、或另一只眼睛的位置、或两只眼睛的位置来调节的。
12. 如权利要求1所述的方法，其中，用于调整所述图像的波前的所述工具不会被物理 地介入到所述患者和所述操作者之间。
13. -种视力测试设备，包括： a. 用于生成患者可观测的静态或动态（影片）图像的工具； b. 用于调整所述图像的波前的工具，所述用于调整所述波前的工具物理上远离所述患 者； c. 用于将所调整的图像的波前光学传递到所述患者眼睛附近、所述患者眼睛上、或所 述患者眼睛内的平面上的工具；以及 d. 用于根据患者的反应，改变所述图像的波前的调整的工具。
14. 如权利要求13所述的视力测试设备，还包括： e. 用于将所调整的波前的值传递给所述操作者的工具。
15. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，所述波前的所述调整是持续可调节的。
16. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中所述生成的图像通过从以下集合所选取 的设备生成，所述集合包括： f. OLED、LED 以及 SLM、或 DLP。
17. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，用于调整所述波前的所述工具将球面 和柱状变化传递给所述波前。
18. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，用于调整调所述波前的所述工具将球 面、柱状、以及较高阶像差传递给所述波前。
19. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，用于调整所述波前的所述工具利用了 从以下集合所选取的一个或多个元件，所述集合包括： g. 阿尔瓦雷兹透镜； h. 阿尔瓦雷兹透镜和可变形反射镜； i. 计算机的控制工具； g. Jackson交叉圆柱镜； k. 可变形反射镜；以及 l. 校正偏离标称的患者观测位置的工具；以及 m. -个或多个分离的透镜。
20. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，所述光学传递步骤使用凹形和球面的 视场反射镜。
21. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，所述光学传递步骤使用凹形和环形的 视场反射镜。
22. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，通过利用从以下集合所选取的设备来 得到所述患者的反应，所述集合包括： η.触觉控制器； 〇.操纵杆； Ρ.游戏控制器； q. 手势控制器； r. 眼睛运动控制器； s. 声音识别工具；以及 t.操作者控制器。
23. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，调整所述图像的波前是根据所述患者 的眼睛的位置来调节的。
24. 如权利要求13所述的视力测试设备，其中，用于调整所述图像的波前的所述工具 不会被物理地介入到所述患者和所述操作者之间。
【文档编号】A61B3/032GK104159498SQ201380013388
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2012年1月10日
【发明者】基思·P·汤普森, 乔斯·R·加西亚 申请人:迪吉塔尔视觉有限责任公司