光学检测装置及其系统的制作方法

本发明有关一种用于眼睛的光学检测装置及其系统，尤指一种可量测视力度数的光学检测装置及其系统。

背景技术：

现有常见的使用在眼睛的光学检测装置包括有眼压计、验光机、眼底镜及裂隙灯装置等等。例如，眼底镜即是用来检查眼底(即视网膜)有无病变的工具之一，例如糖尿病视网膜病变、青光眼、视神经炎或黄斑部病变等；另裂隙灯装置可用来检查如结膜、巩膜、角膜、虹膜、瞳孔、晶状体及玻璃体前三分之一的眼睛结构，来确认是否有病变，且加上特殊光学镜片或附属配件后，亦可对眼底进行检查；又验光机则是用以评估病人眼睛的屈光度。

现有裂隙灯装置的结构通常包括裂隙灯及显微镜。在使用裂隙灯装置时，患者必须将其下巴抵靠在一工作平台上，额头抵靠在一颌架上，且工作平台及颌架必须为可调式来适应不同病人的头颅大小，如此一来方能使用裂隙灯装置对病人进行检查。因此，现有裂隙灯装置的体积往往过于庞大，不但不便于携带且价格昂贵。而验光机也有体积庞大的问题。

又，虽现已发展出手持式裂隙灯可供使用，该手持式裂隙灯以旋转裂隙盘的方式来使用不同大小尺寸的裂隙，但此裂隙并不会与分光镜一同转动，造成所产生的光型并不会与裂隙呈一直线，使得医生要进一步手动调整手持式裂隙灯整体的角度或方位，控制光型打入的位置，才能有效进行检测，故在使用上多有不便。另在视力检测中，除了使用验光机外，现有技术多半让病人站在视力表前一段距离，并让病人指出视力表上如“e”开口方向的方式来量测视力，但此种方式难以适用在婴儿、小孩或喑哑病人身上。此外，现今仍无可同时检查眼睛结构及量测屈光度的仪器。

综上所述，如何能提供一种可轻易调整裂隙及对应的裂隙光角度及方向，并同时可量测眼睛屈光度的光学检测装置及其系统，为目前亟待努力的目标。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种光学检测装置及其系统，无须手动调整光学检测装置整体的角度或方位，使用者可轻易且便利地进行检测。

本发明的光学检测装置，包括：发光元件，用以产生一检测光线；光型产生元件，设于该发光元件上方，以接收该发光元件所发出的该检测光线，该光型产生元件更包括：盘体；至少一圆孔，其贯穿该盘体的二表面；至少一圆盘，其内嵌在该圆孔中，以使该圆盘能相对该盘体进行转动，其中，该圆盘具有贯穿其二表面的裂隙，该裂隙供该检测光线通过并用以改变该检测光线的光型；及至少二第一磁性元件，其分别设置在该圆盘的裂隙的二侧；以及光源传递元件，设于该光型产生元件上方并用以传递经改变光型的检测光线，其中，该光源传递元件的一端具有二第二磁性元件；其中，各该第一磁性元件与各该第二磁性元件磁性连接，以使该光源传递元件转动时，该圆盘及其裂隙也能与该光源传递元件一并转动。

本发明的另一目的在于提供一种光学检测系统，包括：光学检测装置，包括：发光元件，用以产生一检测光线；光型产生元件，设于该发光元件上方，以接收该发光元件所发出的该检测光线且用以改变该检测光线的光型；以及光源传递元件，设于该光型产生元件上方并用以传递经改变光型的检测光线且使其入射至一眼底；成像装置，用以撷取该眼底所反射的检测光线后所形成一光型影像，以将该光型影像转换成一检测影像资料；焦距匹配模块，设于该成像装置前方，用以控制该检测影像资料的清晰度；以及计算单元，电性连接该成像装置以接收该检测影像资料，并分析该检测影像资料是否清晰，若该检测影像资料不清晰，则控制该焦距匹配模块调整焦距，以产生新的检测影像资料供该计算单元再次分析，若该检测影像资料已清晰，则依据该焦距匹配模块使该检测影像资料已清晰的焦距，来获得对应的视力度数。

于本发明的一实施形态中，该发光元件为发光二极管。

于本发明的一实施形态中，该检测光线为可见光或不可见光。

于本发明的一实施形态中，该第一磁性元件及该第二磁性元件为磁铁。

于本发明的一实施形态中，该光源传递元件的另一端具有一用以改变该经改变光型的检测光线的路径的光学透镜，且其中，该光学透镜为分光镜或棱镜。

于本发明的一实施形态中，该光源传递元件中设有透镜组，用以使通过该光源传递元件的光线会聚于该光学透镜。

于本发明的一实施形态中，该计算单元为电脑、手机或平板电脑，且其中，该电性连接为有线连接或无线连接。

于本发明的一实施形态中，该成像装置包括互补性氧化金属半导体影像感测器或感光耦合元件影像感测器。

于本发明的一实施形态中，该光学检测系统更包括光圈组件，该光圈组件设于该光源传递元件所传递的该经改变光型的检测光线入射至该眼底的路径上，用以控制该经改变光型的检测光线入射至该眼底的光线量。

于本发明的一实施形态中，该焦距匹配模块为矩阵式透镜组，该矩阵式透镜组包括多个聚焦区域，且其中，该多个聚焦区域分别具有不同的焦距。

于本发明的一实施形态中，该焦距匹配模块为内嵌有具有不同焦距的多个透镜的构件，且其中，该构件设于该成像装置前方且利用该多个透镜的一者会聚该光型影像进入该成像装置。

于本发明的一实施形态中，该焦距匹配模块包括至少一电控马达以及至少一透镜组，该透镜组设于该成像装置前方，以使该光型影像依序通过该透镜组而入射至该成像装置，且其中，该电控马达用以改变该透镜组的总体焦距。

于本发明的一实施形态中，该焦距匹配模块包括一电控马达及一充填式透镜元件，该充填式透镜元件具有由薄膜所形成的腔室，该电控马达用以充填液体至该腔室中，通过液体量的多寡来改变该充填式透镜元件的焦距。

于本发明的一实施形态中，该分光镜或棱镜能转动一角度而改变该经改变光型的检测光线所入射至该眼底的位置，俾使该计算单元分析该角度及该检测影像资料的相对关系来获得视力度数。

于本发明的一实施形态中，该光型产生元件更包括：盘体；至少一圆孔，其贯穿该盘体的二表面；至少一圆盘，其内嵌在该圆孔中，以使该圆盘能相对该盘体进行转动，其中，该圆盘具有贯穿其二表面的裂隙，该裂隙供该检测光线通过并用以改变该检测光线的光型；以及至少二第一磁性元件，其分别设置在该圆盘的裂隙的二侧。

于本发明的一实施形态中，该光源传递元件的一端具有二第二磁性元件，且其中，各该第一磁性元件与各该第二磁性元件磁性连接，当该光源传递元件转动时，该圆盘及其裂隙亦能与该光源传递元件一并转动，以使该光源传递元件所传递的该经改变光型的检测光线入射至该眼底。

通过本发明的光学检测装置的光源传递元件与光型产生元件之间的磁性连结，可使该光型产生元件中裂隙的方向随着该光源传递元件的光学透镜的方向一并转动，造成打入眼底的检测光线的光型仍与裂隙呈一直线且不会变动，使用者无须再手动调整光学检测装置整体的角度或方位。此外，在光学透镜的方向为固定的情况下，更换该光型产生元件中其他的裂隙时亦不会改变原先该检测光线的光型的角度，使用者可轻易且便利地进行检测。另本发明的光学检测系统可接收眼底所反射的检测光线进而形成一检测影像资料，且可进一步分析该检测影像资料是否清晰，若该检测影像资料不清晰，则控制焦距匹配模块调整焦距，以产生新的检测影像资料来进行再次分析，直到获得清晰的检测影像资料，进而依据该焦距匹配模块使该检测影像资料清晰的焦距，来获得对应的视力度数，因此，本发明的光学检测系统更具备视力量测的功能。

附图说明

图1为本发明的光学检测装置及其系统的功能方块图；

图2为本发明的光学检测装置的结构示意图；

图3a为本发明的焦距匹配模块的第一实施例的示意图；

图3b为本发明的焦距匹配模块的第二实施例的示意图；

图3c为本发明的焦距匹配模块的第三实施例的示意图；以及

图3d为本发明的焦距匹配模块的第四实施例的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例加以说明本发明的实施方式，而本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点和功效，也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用。

请参阅图1，本发明的光学检测系统1包括光学检测装置10、成像装置50及计算单元60。于一实施例中，该光学检测系统1更包括光圈组件30以及焦距匹配模块40。

该光学检测装置10包括发光元件11、光型产生元件12以及光源传递元件13。该发光元件11装设于一电路板16上，并用以产生一检测光线14，该发光元件11具体可为发光二极管，例如为可发出红色(r)、绿色(g)或蓝色(b)光的发光二极管。另所发出的检测光线14可为可见光或不可见光，本发明并不以此为限。

该光型产生元件12设于该发光元件11上方，用以接收该发光元件11所发出的检测光线14。请进一步同时参阅图2，该光型产生元件12包括盘体120、至少一圆孔121、至少一圆盘122以及至少二第一磁性元件124。

该圆孔121贯穿该盘体120的二表面，而该圆盘122则内嵌在该圆孔121中，以使该圆盘122能相对于该盘体120进行转动。于一实施例中，该圆孔121可具有环状凹槽，而该圆盘122则具有对应该环状凹槽的凸部，因此在该圆盘122的凸部嵌入该圆孔121的环状凹槽后，圆盘122可在圆孔121中转动，但本发明并不限制圆盘122与圆孔121之间可进行转动的结构组合。

该圆盘122具有贯穿该圆盘122的二表面的裂隙123，该裂隙123供该检测光线14通过，因此该裂隙123可改变该检测光线14的光型。于一实施例中，一圆盘122对应一裂隙123，且该裂隙123可为多种形状，例如为长方形、正方形、圆形等，本发明并不限制裂隙123的形状种类。

该圆盘122的裂隙123的二侧分别设置有一第一磁性元件124，即一圆盘122至少设置有二第一磁性元件124。于一实施例中，该二第一磁性元件124的设置位置以该二第一磁性元件124的连线垂直于该裂隙123的方式进行设置，但本发明并不以此为限。

该光源传递元件13设于该光型产生元件12上方并用以传递经改变光型的检测光线14，其中，该光源传递元件13的一端具有二第二磁性元件131。具体言之，该光源传递元件13为一中空圆柱体，其一端设有二支撑部134，各支撑部134的末端设有该第二磁性元件131。而该光源传递元件13具体设置在该光型产生元件12的圆盘122上，使得第一磁性元件124能与第二磁性元件131磁性连接，即第一磁性元件124与第二磁性元件131的磁性设置方向为相吸。于一实施例中，该第一磁性元件124及该第二磁性元件131为磁铁。本发明也不限制第一磁性元件124及第二磁性元件131的个数。

该光源传递元件13的另一端具有光学透镜132，该光学透镜132用以改变该经改变光型的检测光线14的路径，例如光学透镜132以45度角的方式设置于该光源传递元件13的一端，可使该检测光线14的路径旋转90度。而该光源传递元件13中更设有透镜组133，用以使检测光线14会聚于该光学透镜132。于一实施例中，该光学透镜132为分光镜或棱镜。

据此，本发明的光学检测装置10在光源传递元件13的第二磁性元件131磁性连接光型产生元件12中圆盘122上的第一磁性元件124时，光源传递元件13进行转动时，可通过磁力同时带动圆盘122及圆盘122上的裂隙123一并转动。亦即，光型产生元件12中圆盘122上的裂隙123的方向可随着该光源传递元件13的光学透镜132的方向一同转动。因此，打入眼底的检测光线的光型仍与裂隙呈一直线且不会变动，使用者无须再手动调整光学检测装置整体的角度或方位。在更换不同裂隙时，使用者可转动该光型产生元件12，而先使光源传递元件13的第二磁性元件131与圆盘122上的第一磁性元件124之间的磁性连接断开。接着，光型产生元件12持续转动至下一个圆盘122时，由于光型传递元件13仍未转动(即固定的情况下)，即利用第二磁性元件131吸附下一个圆盘122上的第一磁性元件124，而能够达到自动转动下一个圆盘122上裂隙123呈现上一个裂隙相同的方向，故不会改变原先检测光线14的光型的角度，使用者不需再手动调整光学检测装置整体的角度或方位，可轻易且便利地进行检测。上述光学检测装置10可组成手持式的裂隙灯或眼底镜，而能对眼睛结构或眼底进行检查。

本发明可利用上述的光学检测装置10，并搭配光圈组件30、焦距匹配模块40及成像装置50，建构成可取得眼底的检测影像资料，并以计算单元60分析该检测影像资料以获得视力度数的光学检测系统1。

请再参阅图1，检测光线14通过光圈组件30后射入一眼球20，并经过该眼球20的瞳孔21、水晶体22而到达该眼球的眼底23。而该眼底23所反射的检测光线14将形成一光型影像15，再通过水晶体22、瞳孔21而射出眼球20外并通过光圈组件30，其中，所谓的光型影像是指检测光线14的光型映射在眼底23上的影像。因此，该光圈组件30设在该光源传递元件13所传递的该经改变光型的检测光线14入射至该眼底23的路径上，用以控制该经改变光型的检测光线14入射至该眼底23的光线量，亦同时控制该光型影像15的光线量，使其能集中入射通过该焦距匹配模块40并进入该成像装置50。

该成像装置50用以撷取该眼底23所反射的检测光线14后所形成的该光型影像15，并将该光型影像15转换成一检测影像资料。

该计算单元60电性连接该成像装置50以接收该检测影像资料，并分析该检测影像资料是否清晰，若该检测影像资料不清晰，则控制该焦距匹配模块调整焦距，以产生新的检测影像资料供该计算单元再次分析，若该检测影像资料已清晰，则依据该焦距匹配模块使该检测影像资料已清晰的焦距，来获得视力度数。其中，分析该检测影像资料是否清晰，是以比对所撷取的该检测影像资料对应的光型影像与资料库中预先储存的光型影像资料是否一致的方式来决定，若一致则表示清晰，反之则否。

于一实施例中，该计算单元60为电脑、手机或平板电脑，而电性连接的方式可为有线连接或无线连接，其中，无线连接可为蓝芽、wifi等无线技术。

于一实施例中，成像装置包括互补性氧化金属半导体影像感测器(cmosimagesensor)或感光耦合元件影像感测器(ccdimagesensor)，而该焦距匹配模块40用以使该检测影像资料清晰。据此，可通过该焦距匹配模块40与成像装置50、计算单元60的搭配，来分析多个检测影像资料并挑选出最清晰的检测影像资料，以从该焦距匹配模块使该检测影像资料已清晰的焦距计算获得眼球20的屈光度。

以下进一步示例该焦距匹配模块40的数种具体实施方式。

于一实施例中，如图3a所示，该焦距匹配模块40为具有多个聚焦区域41的矩阵式透镜组，而该多个聚焦区域41分别具有不同的焦距。在眼球20为非正常球体(即有近视或远视)的情况下，此时所取得的检测影像资料并非清晰，即检测光线14并无准确聚焦至眼底23。由于该焦距匹配模块40具有不同焦距的聚焦区域41，故可一一根据不同焦距的聚焦区域41，使成像装置50来取得多个检测影像资料，计算单元60即可从此多个检测影像资料中挑选出最清晰者，并以取得最清晰的检测影像资料的聚焦区域41的焦距，来换算成该眼球20的屈光度。

于另一实施例中，如图3b所示，该焦距匹配模块40为一呈圆形的构件42，该构件42内嵌有多个具有不同焦距的透镜43，该多个透镜43环状排列且内嵌在该构件42的周边。该构件42设于该成像装置50前方且利用该多个透镜43的一者来汇聚光型影像进入该成像装置50。相同于上述，可通过最清晰的检测影像资料所对应的透镜43的焦距，来换算出该眼球20的屈光度。于一实施例中，该构件42除圆形外，亦可为其他形状，本发明并不以此为限。

再于一实施例中，如图3c所示，该焦距匹配模块40包括至少一电控马达44以及一透镜组。于本实施例中，该透镜组以一凸透镜45及一凹透镜46来作说明，但本发明并不以此为限，本发明的透镜组实际上可以由一个或多个凸透镜、凹透镜、凸凹透镜、凹凸透镜或其组合所构成。

该凸透镜45及该凹透镜46依序设于该成像装置50前方，使光型影像15依序通过该凸透镜45及该凹透镜46而入射至该成像装置50。其中，该电控马达44用以移动该凸透镜45或该凹透镜46，以改变该凸透镜45与该凹透镜46之间的焦距。通过此焦距移动机制，可将最清晰的检测影像资料所对应的凸透镜45与凹透镜46之间的焦距，换算出该眼球20的屈光度。在其他实施例中，若透镜组是由多个凸透镜、凹透镜、凸凹透镜、凹凸透镜或其组合所构成者，则电控马达44可视需求对其中一者或其中二者以上来进行移动，以改变该透镜组的总体焦距，本发明并不限制电控马达所能移动的透镜数量。

又于一实施例中，如图3d所示，该焦距匹配模块40包括一电控马达44及一充填式透镜元件47。该充填式透镜元件47具有由薄膜所形成的腔室471，而电控马达44可经由管体472将液体48充填至该腔室471中。该腔室471经充填液体48后会膨胀，而该腔室471在液体48排放后会缩扁，通过一缩一胀的方式来控制腔室471的焦距，亦即通过液体量的多寡来改变该充填式透镜元件47的焦距。通过此焦距改变的机制，可将最清晰的检测影像资料所对应的焦距换算成该眼球20的屈光度。

再于一实施例中，即该光学透镜132为分光镜或棱镜时，该分光镜或棱镜能转动而改变该经改变光型的检测光线14入射至该眼底23的位置，而计算单元60能够分析分光镜或棱镜转动的角度及所对应的检测影像资料来获得视力度数。

通过本发明的光学检测系统1可接收眼底23所反射的检测光线14进而形成一检测影像资料，且可透过计算单元60进一步分析该检测影像资料是否清晰，若检测影像资料不清晰则透过计算单元60控制该焦距匹配模块40调整焦距，以产生新的检测影像资料供该计算单元60再次分析，亦即，计算单元60对检测影像资料的分析结果具备回馈机制，可作为焦距匹配模块40调整焦距的依据，其目的在于找出最清晰的检测影像资料，从而依据该焦距匹配模块使该检测影像资料已清晰的焦距来获得视力度数。

在具体实施上，光学检测装置10、光圈组件30、焦距匹配模块40及成像装置50可设计成为一手持式装置，在成像装置50取得检测影像资料后，可通过无线或有线方式传送到外部的计算单元60(例如手机)，而能进一步分析获得所拍摄的眼球20的屈光度。本发明的光学检测系统除了具备近视、远视的视力量测功能外，亦具备量测散光的功能，亦即搭配米字状的裂隙123来检测出裂隙模糊的位置，来量测出散光的度数。因此，本发明的光学检测系统具备完整的视力量测的功能。

上述实施形态仅为例示性说明本发明的技术原理、特点及其功效，并非用以限制本发明的可实施范畴，任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神与范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。然任何运用本发明所教示内容而完成的等效修饰及改变，均仍应为前述的权利要求范围所涵盖。而本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。