用于测量眼睛型系统中的像差的设备的制作方法

专利名称：用于测量眼睛型系统中的像差的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量眼睛型系统中的像差的设备，所述系统是有生命的眼睛或人造眼睛，被配备有或没有配备校正透镜，这些测量的结果显然使能精确地限定视力校正光学元件，有助于校正眼睛外科，检测眼睛病理学，并更通常地将精确测量提供给需要很好地知道眼睛像差的任何设备。依照本发明的设备亦使能建立角膜前面的地形(topography)。
背景技术：
现今由验光师用来校正眼睛视力的大多数设备仅测量屈光异常(近视或远视)和散光。它们不能测量所有眼睛像差，具体而言是彗形、球形像差或较高水平的像差，涉及对视力的近似校正。
最近，用于测量眼睛像差的设备已基于Shack-Hartmann型波前分析器的使用而被开发(例如见“Objective measurement of wave aberrationof the human eye with the use of Shack-Hartmann wave-front sensor”，Liang等，J.Opt.Soc.Am.A.，Vol.11，no 7，第1-9页，1994)。在这样的设备中，在将照明束聚焦于视网膜上之后，波前分析器使能分析从眼睛出现的波，由此产生扩散源点。然而，所获得的性能被角膜上和组件的光学元件上的杂散反射限制，其导致波前分析的不精确。由Williams等(US 0577719)推荐的组件通过使用偏置分离片而部分地解决了杂散反射的问题。
然而，在这种类型的设备中重要的是最优化透过眼睛的通量和可被收集以进行波前分析的通量之间的光输出，从而为了病人的舒服而限制入射在视网膜上的光通量。还有，如在上述专利中推荐的偏置分离片的使用导致分析路径上的显著通量损失。

发明内容
具体而言，为弥补该缺点，本发明提供了一种用于测量眼睛型系统中的像差的设备，其包括波前分析器，例如为Shack-Hartmann型，其最优化入射在视网膜上的通量和被收集用于分析的通量之间的光输出，同时提供了很高的测量可靠性和容易的光学组件。
为此，依照本发明的设备包括照明路径，其明显具有装置，用于透射照明束以通过眼睛视网膜上的反向散射来形成次级光源；以及分析路径，其在由所述次级光源发射并从眼睛出现的波的相位的给定分析平面中明显具有检验装置，特征在于它进一步包括成像装置和眼睛定位装置，具体而言，其使能定位所述成像装置的焦平面中的眼睛的预定平面，杂散反射过滤元件，其中心与成像装置的光学中心一起限定测量轴，基本上居中在眼睛的瞳孔上，光学分离装置，其被置于测量轴上并限定照明路径和分析路径，照明路径上的预定孔径的照明光阑，光学共轭装置，其被居中在测量轴上并使能眼睛的所述预定平面、照明光阑和分析平面之间的光学共轭，并且特征在于照明束基本上收敛于过滤元件的中心处；在于过滤元件、照明路径、分析路径、分离装置和共轭装置是相互依赖的，其被置于沿所述装置的光轴相对于成像装置可移动的平台上，使能针对眼睛的屈光异常来调节眼睛视网膜与过滤元件中心的借助所述装置的光学共轭；并且在于照明光阑相对于测量轴是偏心的，因此由眼睛角膜、成像装置以及位于过滤元件和角膜之间的任何照准仪(diopter)反射的杂散光通量由过滤元件从分析路径偏转。


当阅读通过

的以下描述时，本发明的其它优点和特点将看起来更清楚，在图中图1A和1B示出了说明依照第一变化的本发明设备的组件实例；图2是说明依照第二变化的本发明设备的组件实例；图3是说明依照本发明的设备中的眼睛定位装置的实施例的图；图4是说明用于眼睛的横向定位的支撑(prop)的图；图5强调了在图1A上描述的组件中的杂散反射；图6强调了在病人佩戴校正透镜的情况下的杂散反射；图7是说明将依照本发明的设备应用于角膜地形的图；
图8是说明应用于角膜地形测量的设备的实施例的图。
在这些图上，相同的元件由相同的参考来指示。
具体实施例方式
图1A、1B和2表示说明依照本发明用于测量眼睛型系统中的像差的设备的组件实例。
所述设备在常规上包括照明路径VE，其明显具有装置SRC，用于透射照明束FE(在图1A和1B上由混合的虚线来表示)以在待检验的眼睛EYE的视网膜RET上形成扩散光源点。它进一步包括分析路径VA，具体而言，其在由所述源点发射并从眼睛出现的波前相位(在图1A和1B上被表示为虚线的束FA)的给定分析平面PA上具有光学分析装置MA。该分析装置，例如为Shack-Hartmann型分析器，被连接于处理装置TRT，其以已知方式映射从眼睛出现的波的相位并计算像差。该映射的表示可被显示在屏幕SCR上。从现有技术(例如见文章“wave-frontestimation from wave-front slope measurement”，J.Opt.Soc.Am.Vol.70，no 8，1980年8月)已知的Shack-Hartmann分析器的操作不在此做进一步的详述。更简单地，它通常包括限定分析平面PA的微透镜矩阵和矩阵传感器。每个微透镜在传感器上形成它所截取的波前的部分的成像点。从眼睛出现的波(束FA)的像差导致传感器上的成像点在与波前的焦斜度(focal slope)成比例的距离上移动。由传感器产生的信号被发送给映射波前相位的处理装置TRT，由此使能从中推断由此所分析的像差。然而应指出，本发明不局限于使用Shack-Hartmann分析器，而使能波前的相位映射的其它波前分析器亦可被考虑。
在这种设备中遇到的困难之一来自于对所述组件的不同照准仪上的杂散反射的消除。实际上，由视网膜扩散并从眼睛出现的通量是很小的，而虚假的杂散反射通常包含使任何分析都不可能的像(image)的饱和。此外，重要的是最优化在视网膜上入射的通量和在视网膜上扩散之后从眼睛出现的通量之间的光输出，从而减小透过病人眼睛的光通量的量。由申请人实施的设备及其实施例被表示在图1A、1B和2上，其协调了这些约束，同时提供了容易的组件，并具有很好的测量可靠性。
为此，依照本发明的设备包括成像装置，例如透镜L1，以及眼睛定位装置，具体而言，其使能定位眼睛的预定平面，例如眼睛瞳孔PO的平面，或者与透镜L1的焦平面中的角膜顶点相切的平面。它进一步包括杂散反射过滤元件FLT，其中心与成像装置L1的光学中心一起限定测量轴，被标注为z，并且被表示为长虚线。测量轴基本上居中在眼睛的瞳孔上。它亦包括光学分离装置，其被置于测量轴上并限定照明路径VE和分析路径VA。在图1A、1B和2的实例上，分离装置被置于过滤装置FLT的上游并由将分析束FA从眼睛反射到分析装置的第一片LM1和限定照明路径VE的第二片LM2组成。它还包括照明路径上的照明光阑APT和光学共轭装置，其被居中在测量轴上并确保眼睛瞳孔PA、照明光阑的平面PE和分析平面PA之间的光学共轭。在图1A和2的简单实例上，这些共轭装置由两个透镜L2和L3来提供，其被分别置于分析路径VA和照明路径VE上。照明光阑的平面PE被与L3的焦平面混淆(confuse)，并且分析平面被与L2的焦平面混淆，由此使能眼睛瞳孔PO与平面PE和PA的共轭。在图1B的实例上，照明光阑PE与眼睛瞳孔的共轭与图1A和2的情况相同。相反，分析平面PA和眼睛瞳孔之间的共轭是由透镜LIF和L2实现的，分析平面PA被置于由透镜LIF和L2形成的光学系统的焦点处。
依照本发明，照明束FE收敛于过滤元件FLT的中心处。在图1A、1B和2的实例上，透镜L3使能将照明束聚焦于过滤元件FLT的中心处。例如，透射装置SRC由准直激光二极管组成，而过滤元件FLT位于透镜L3的焦点处。而且，过滤元件FLT、照明路径VE、分析路径VA、分离装置LM1、LM2和共轭装置L2、L3是相互依赖的，其被置于相对于成像装置L1沿测量轴(z)可移动的平台上。此外，依照本发明，照明光阑APT，例如预定直径的圆形孔径光阑，相对于测量轴z是偏心的，因此由眼睛角膜、成像装置(L1)以及位于过滤元件和角膜之间的任何照准仪反射的杂散光通量由过滤元件(FLT)从分析路径偏转。
依照图1A上所说明的所述变化，过滤元件FLT由钻孔的不透明片组成，在该实例中为镜面，孔居中在测量轴上，有预定尺度，从而使聚焦在所述孔的中心处的照明束FE和分析束FA通过过滤元件而透射，而杂散反射被过滤元件的不透明部分阻挡。依照一个变化，不透明片的孔的尺寸是可控制的。小尺寸的孔使能对由位于过滤元件和角膜之间的任何照准仪形成的杂散反射有很好的隔离，具体而言是当病人被配备了曲率半径小的校正透镜时。相反，例如，如果所测眼睛不被装备校正透镜并且显示出高水平的散光或圆锥角膜类型的病理学，则像差测量系统的测量动力学优选地不应被过小的过滤元件而限制。在此情况下，过滤元件的孔的尺寸可被放大以增加测量的动力学。此外，依照本发明并如图1B上所表示的，过滤元件FLT可以是虚元件(以虚线表示)，借助光学元件LIF的实际过滤元件FLTO的像。该变化的功能性与图1A和2上所展示的那些相同。在图1A和2的情况下由透镜L2实现的功能在图1B的情况下是通过由透镜LIF和L2的耦合形成的光学系统来实施的。仅有的差异是实际过滤元件FLTI位于分析路径VA上而过滤元件FLT是由透镜LIF形成的实际过滤元件FLTO的像。该变化的优点是在FLTO的平面上插入可控制尺寸的过滤元件比在FLT的平面上容易。在图2的实例中，过滤元件FLT包括有预定尺度的居中在测量轴上的镜面，从而使聚焦于所述镜面的中心处的照明束FE和分析束FA被过滤元件反射，而杂散反射不被所述元件偏转。
上述特点使能以示出几个光学元件的紧凑组件来最优化眼睛像差测量设备的性能。眼睛瞳孔PO与照明光阑PE的平面和分析平面PA的共轭在图1A、1B和2上被指定为实线。一方面，不管眼睛的屈光异常，这种共轭使能眼睛上的照明地带的恒定直径，从而使能对眼睛中的入射通量的极佳控制，而另一方面使在分析平面PA上被照明的地带的尺寸能直接表示L1之前的眼睛瞳孔的形状和位置，这里再次不管眼睛的屈光异常。因此需要用于定位透镜L1的焦平面上眼睛瞳孔PO的装置；它们将在以下被描述。
沿测量轴z对平台PTF1的平移调节使能相对于屈光异常的借助透镜L1的眼睛视网膜RET与过滤元件FLT的中心的光学共轭。在依照本发明的设备中基本的是，过滤元件FLT、照明路径VE、分析路径VA、分离装置(LM1、LM2)和共轭装置(L2、L3)在平台PTF1的位移期间是相互依赖的。实际上，这使能维持照明光阑和分析平面与过滤元件的相对位置为恒定，而不管其位置，由此提供固定的测量条件，这保证了测量的可靠性。在图1A和2的实例中，过滤元件FLT基本上位于L2的焦点处以使分析束FA基本上准直地到达分析平面PA上。在图1B的情况下，过滤元件FLT，借助透镜LTF的实际过滤元件FLTO的像，基本上位于分析路径VA的光学系统(通过透镜LIF和L2的耦合而形成)的焦点处，从而使分析束FA基本上准直地到达分析平面PA上。
依照实例，图1A、1B和2表示正常眼睛的情况下照明束FE和分析束FA的绘图(plot)。束从透射装置经准直地出现，该透射装置例如由在可见或近红外范围内透射的激光二极管形成。照明光阑将光束限制成预定直径的照明束FE，其相对于测量轴而偏心。透镜L3将束FE聚焦于过滤元件FLT的中心处，其在这个意义上没有该光束上的入射。在聚焦点之后，所述束发散并到达透镜L1。在正常眼睛(平台PTF1的“O屈光度”位置)的情况下，L3的焦点(过滤元件的中心)处的聚焦点位于L1的焦点。考虑到照明光阑的偏心位置，L1上的入射束位于光轴之外，这样，L1上的反射(未被表示)不回来遵循相同的方向；它由图1A的变化中的钻孔的镜面来反射，在图1B的情况下它被过滤元件FLT阻挡，并且相反，在图2的实例中，它不被偏转，其中过滤元件是小且居中的镜面。在L1的输出处，所述束被准直并到达照明光阑的像平面上的眼睛瞳孔。由于后者是偏心的，其瞳孔上的像亦是偏心的，并且高度拱形的眼睛角膜COR上的反射(未被表示)被过滤元件阻塞。所述束进入眼睛并且被聚焦于视网膜RET上。对照明光阑的直径的选择使能考虑到眼睛像差而最优化视网膜上的聚焦点的尺寸。
视网膜是扩散的物体。光束从入射在视网膜上的光束的冲击点被反射。视网膜上的光斑被用作用于波前分析装置的次级照明源。由视网膜扩散的波的相位是球形的。从这个次级照明源，所述束经过眼睛，“记录”像差，并且束的一部分通过瞳孔PO从眼睛出来，从而形成分析束FA。在正常眼睛的情况下，所述束在整体上被准直于眼睛的输出处(与入射束FE相同的聚散度)。该“返回”束被聚焦于L1的焦点处，过滤元件FLT的中心处，在这里它被与照明束FE的聚焦点混淆。在图1A和2的实例中，过滤元件的中心是L2的焦点(经由片LM1)。在图1B的实例中，过滤元件的中心基本上位于由透镜LIF和L2形成的光学系统的焦点处(经由片LM1)。这样，由分析器检验的束在整体上被准直。分析器测量由“眼睛”系统产生的波表面的缺陷。在分析器上被照明的地带的尺寸与眼睛瞳孔的尺寸成比例(在图1A和2的情况下，处于由透镜L2和L1的焦比(focal ratio)给出的放大因子内)。
有利的是，透射“出来的”照明束FE并反射“回来的”分析束FA的片LM1是具有在测量轴上以近似45°倾斜的平且平行的面的片，并且其反射系数已被选择以最优化光输出。例如，反射系数大于近似70％以使分析束的通量最大(具有例如10％量级的低透射系数并不麻烦，而透射装置的光功率可被相应地调节)。有利的是，这种反射配置不引入分析束FA上的任何散光(在未准直的束上，在透射期间，具有平且平行的面的片引入散光)。亦有趣的是选择片M1的厚度以使相对于测量轴z在照明束上引入的偏离是这样的，即如果片LM1已被偶然移位，从而导致眼睛上入射的通量的突然增加，则照明束被过滤元件阻挡(图1A的情况)或不被反射向眼睛(图2的情形)。
在上述实例中，眼睛定位装置包括瞳孔的成像路径VI，其具有相互依赖于平台PTF1的成像系统IMA，并包括位于透镜L4的焦平面上的检测器DET。例如由发光二极管ECL组成的照明设备ECL可被提供以照明眼睛瞳孔。例如通过在检测器DET上调谐瞳孔的像来调节瞳孔的位置。有利的是，在由一组光源形成眼睛的照明设备的情况下，可通过在检测器上调谐角膜所反射的所述光源的像来调节所述位置，由此使能控制与眼睛角膜的顶点相切的平面的位置。优选地，该平面的位置而不是瞳孔平面的位置应是可控制的，这是因为眼睛的屈光异常是相对于角膜的顶点来限定的。
为了相对于成像装置L1而进一步细调与角膜顶点相切的平面的位置调节，可提供如在图3上所述的定位辅助系统。图3详述了在图1A上所述的组件实例，但为简单起见，仅某些元件被表示。定位辅助系统包括准点状(quasi-punctual)光源SRCP，其被居中在测量轴z上并被基本上置于成像路径的透镜L4的焦点处；掩模掩模(mask)，由至少两个其孔径形成，至少一个相对于测量轴而偏心，并且位于所述源附近，从而形成至少两个光束；以及分离片LMP，其接收所述束。定位是通过以下来调节的成像路径的检测器DET上的控制，在眼睛角膜上的反射之后由束形成的斑的叠加，由此使能对与眼睛角膜的顶点相切的平面的受控定位。在该实例中，两个束的形成是由于位于分离立方体(源侧)的输入处的双光阑APTP，所述分离立方体的分离面形成分离片。所述源可由激光二极管或发光二极管形成。
依照一个变化，在成像路径的照相机的显示上，眼睛定位装置进一步包括用于跟踪眼睛瞳孔的横向位置的装置，从而使能相对于瞳孔的尺寸而关于照明束的位置来调节该横向位置。例如出现在成像路径的照相机的显示上的这些跟踪装置依照实例被表示于图4上。虚线的正方形SA表示在成像路径VI(图1A或2)的成像照相机IMA的平面中所添加的分析器的用处。圆圈PO1表示用于不同尺寸瞳孔的横向定位标记。当眼睛瞳孔具有显著尺寸(经历散瞳产品的年轻主体或眼睛)的情况下，瞳孔应被最好地居中以使覆盖在分析器上的表面是最优的。考虑到瞳孔的大尺寸，从光轴偏离的入射束FE(例如在图1A或2上)进入所研究的眼睛瞳孔是没有问题的。相反，当眼睛瞳孔较小(典型为老化的眼睛)时，它应被使得偏心，从而使入射通量进入眼睛。
有利的是，定位装置进一步包括用于相互依赖地移动成像装置L1和平台PTF1以调节瞳孔的定位的装置。在图1A、1B和2的实例中，透镜L1和平台PTF1被安装于第二平台PTF2上，其可在所有方向上移动。
在图1A的实例中，杂散反射的过滤孔FLT被形成于反射镜面MIR中，其相对于测量轴z而倾斜近似45°，向成像路径VI发送来自瞳孔PO的光通量。由此安排的镜面MIR的使用具体而言无需添加分析束所经过的任何其它片。在图2的实例中，居中的镜面允许来自瞳孔PO的光通量经过而去往成像路径VI。
例如，如可在图1A上看到的，依照本发明的设备亦可包括紧固(fastening)路径VF，其使能固定眼睛被检验的病人的注意力，并包括形成紧固目标的被照明的像FIX和透镜L5，该透镜基本上使该像与过滤孔FLT共轭(为清楚起见，所述束的绘图未被表示在图1A上)。理想的是，紧固目标不被使得与过滤孔和视网膜极佳地共轭；系统应被调节以看到所述目标具有刺激失调的轻微的近视离焦。
在实践中，对依照本发明的设备的像差测量协议可以如下。如果病人近似地知道其屈光异常(其是近视的、远视的或正常的)，人们在所宣称的屈光异常以上的近似2个屈光度上调节平台PTF1的位置以使病人不能补偿(对于正常眼睛，平台PTF1被调节于例如“+2个屈光度”，即在眼睛显示出2屈光度远视的情况下，过滤孔FLT位于距透镜L1足够的距离处以通过L1来共轭视网膜和过滤孔)。由于成像路径VI的成像照相机IMA，平台PTF2的位置被相对于眼睛而调节以共轭相切于眼睛角膜PO的顶点的平面与照明光阑PE的平面和分析平面PA。借助波前分析装置的第一测量使能在波前上确定分析束的整体离焦。有利的是，依照本发明的设备另外包括用于控制平台PTF1的装置COM，其被连接于分析装置MA并使能控制沿平台PTF1的测量轴z的位移。控制装置从处理装置TRT接收分析束上整体离焦的值，并可因此控制平台PTF1的位移，因此眼睛视网膜通过透镜L1与过滤元件FLT共轭。相对于原点位置的该位移的值使能精确地确定眼睛的实际屈光异常。然后像差被测量。可取的是，在该测量期间将平台PTF1调节至对应于眼睛实际屈光异常以上的几个百分比(fraction)的屈光度的位置以使病人在测量期间将不补偿。
图5由此表示当分析近视眼的像差时的束的绘图。在该图上，为清楚起见，仅检验和照明路径被表示，而组件与在图1A的实例中相同。在该实例中，考虑到眼睛近视的事实，“回来的”分析束FA在整体上收敛于眼睛的输出处。如以上所述，波前的分析装置使能确定平台PTF1的位移值以便于通过透镜L1来共轭眼睛视网膜RET与过滤孔FLT。在实践中，相对于眼睛屈光异常的平台PTF1的位移值Dep(以屈光度表示)是Dep＝-f12×D其中f1是透镜L1的焦距。
在近视眼的实例中，平台PTF1被带到与透镜L1较为接近的地方。
图5使能强调由于依照本发明的设备而对杂散反射的消除。所表示的组件与图1A相同。实际上，如所述结合过滤孔相对于测量轴z而偏心的照明束FE的实施使能很有效地不仅消除角膜上的杂散反射(图5上被示为REFC的反射)而且消除成像装置L1上的杂散反射(图5上被示为REFL的反射)，并且这没有对分析有用的通量的任何损失。
应指出，依照本发明的设备亦使能去除被置于眼睛和过滤元件FLT之间的具体而言为玻璃透镜的任何照准仪的杂散反射，如图6上所说明的。实际上，玻璃透镜(VER)是两个拱形照准仪的形式，因此杂散反射(图6上被示为REFD)以与其它杂散反射相同的方式被过滤孔FLT阻挡。这使能检验佩戴其校正透镜的病人的眼睛并由此检查校正透镜和眼睛系统的所有像差，这构成了依照本发明的设备的显著优点。在图6的组件上，可以指出的是，平台PTF1再次处于“0屈光度”位置，这是因为校正透镜使能校正近视。
由于其有关抑制杂散反射的性能，依照本发明的设备进一步使能检验人造眼睛型系统，其中例如植入的质量应被检验。实际上，在这样的系统中，由于较大数量的空气/物质界面，杂散反射被增加(在有生命的眼睛中，杂散反射主要发生在角膜上)。
依照本发明的设备亦使能以上述的所有优点来测量眼睛角膜COR的前面的地形。该测量具体而言使能精确地知道处于眼睛像差中的角膜的前表面的形状的部分。它亦使能在例如用于校正视力的眼睛外科中控制该表面。使能这种测量的两个组件实例在图7和8中被说明。
图7示出基本上类似于图1A的组件。然而，照明路径另外包括装置，用于透射照明束FEC，其居中在测量轴z上，具有预定直径，收敛于过滤元件FLT的中心处。在实践中，它可以是由与在图1A的实例中相同的源SRC发射的束，但光阑APT已被撤销以居中照明束并放大其直径。为测量角膜的地形，平台PTF1的位置沿测量轴z而被调节(在实践中，平台处于某个距离处)以基本上保证通过成像装置L1对角膜的曲率中心与过滤元件FLT的中心的共轭，由此使能角膜的前面上的照明束的自准直。在所述面上反射的通量FA然后被发送向分析装置MA以进行测量。该配置需要用短焦和宽孔径透镜L1以及用于平台PRF1的显著位移范围来工作。过滤元件和透镜L1之间的光学路径亦可凭借一组3个镜面或更多镜面来增加。
在图8上所说明的变化中，通过添加透镜L1和眼睛EYE之间的附加自准直系统ATC来避免这些约束，由此该系统相互依赖于成像装置L1。自准直系统使能将照明束FEC聚焦于角膜的曲率中心处，在角膜的前面上反射的通量被发送向分析装置MA以测量角膜的地形。
图7或8的组件的其它特点与图1A的组件相同。显然，照明束FEC由于透镜L3而被聚焦于过滤元件FLT的中心处，然后焦点基本上被与过滤元件的中心混淆的透镜捕获。照明束FEC基本上准直地到达自准直系统ATC上。所述束被针对“标准”角膜而计算给定曲率半径以使入射在所述标准角膜上的照明束收敛于角膜的曲率中心处，在角膜上反射的束FA(对应于近似4％的反射)然后被与入射束FE混淆。束FA然后跟先前一样通过分析装置MA来分析以确定由角膜反射的波前的相位，其使能计算其形状参数并绘制其映射。如在测量眼睛的所有像差时，有必要确保眼睛的预定平面(瞳孔的平面，或有利地，与角膜的顶点相切的平面)和分析平面PA之间的共轭。为此，眼睛定位装置可通过使用成像路径VI而如以上所述来使用。平台1、透镜L1和自准直系统ATC沿测量轴z作为一个单元而移动，直到例如瞳孔的像在成像照相机IMA上是清楚的。如果角膜是“标准的”，则分析束FA从自准直系统中以平行束出来，它由透镜L1聚焦于过滤孔的中心处，然后在其以平波入射的情况下，被片LM1发送向分析装置MA。如果角膜显示出相对于标准角膜的曲率半径上的偏差，则所述偏差由分析装置来测量。通过在分析束入射于平波分析束上的位置的任意一侧上移动平台PTF1，对曲率半径的很精确的测量是可能的。为了该测量，成像装置上的杂散反射是非常不关键的。实际上，角膜上的反射产生远远大于眼睛视网膜上的扩散的光通量，并且成像装置上的防闪光过程足以限制杂散反射的作用，尽管照明束不是偏心的。
权利要求
1.一种用于测量眼睛型系统中的像差的设备，包括照明路径，其具有明显的装置，用于透射照明束(FE)以通过眼睛视网膜上的反向散射来形成次级光源；以及分析路径，其在由所述次级光源发射并从眼睛出现的波的相位的给定分析平面(PA)中具有明显的检验装置，特征在于它进一步包括成像装置(L1)和眼睛定位装置，具体而言，其使能定位所述成像装置的焦平面中的眼睛的预定平面，杂散反射过滤元件(FLT)，其中心与成像装置(L1)的光学中心一起限定测量轴(z)，基本上居中在眼睛的瞳孔上，光学分离装置(LM1)，其被置于测量轴上并限定照明路径和分析路径，照明路径上的预定孔径的照明光阑，光学共轭装置(L2、L3)，其被居中在测量轴上并使能眼睛的所述预定平面、照明光阑和分析平面之间的光学共轭，并且特征在于照明束基本上收敛于过滤元件(FLT)的中心处；在于过滤元件、照明路径、分析路径、分离装置和共轭装置是相互依赖的，其被置于沿所述装置的光轴(z)相对于成像装置(L1)可移动的平台(PTF1)上，使能针对眼睛的屈光异常来调节眼睛视网膜与过滤元件中心的借助所述装置(L1)的光学共轭；并且在于照明光阑相对于测量轴是偏心的，因此由眼睛角膜、成像装置(L1)以及位于过滤元件和角膜之间的任何照准仪反射的杂散光通量由过滤元件(FLT)从分析路径偏转。
2.权利要求1的设备，特征在于过滤元件(FLT)由钻孔的不透明片组成，孔居中在测量轴(z)上，有预定尺度，从而使基本上聚焦在所述孔的中心处的照明束(FE)和分析束(FA)通过过滤元件而透射，而杂散反射被过滤元件的不透明部分阻挡。
3.权利要求1的设备，特征在于过滤元件(FLT)是虚的，由实际过滤元件FLTO的像形成，所述实际过滤元件(FLTO)被置于分析路径VA上。
4.权利要求3的设备，特征在于实际过滤元件(FLTO)由钻孔的不透明片形成。
5.权利要求2或4的设备，特征在于不透明片的孔的尺寸是可控制的。
6.权利要求1的设备，特征在于过滤元件(FLT)由钻孔的镜面组成，孔居中在测量轴(z)上，有预定尺度，从而使基本上聚焦在所述孔的中心处的照明束(FE)和分析束(FA)通过过滤元件而透射，而杂散反射被过滤元件的反射部分偏转。
7.权利要求1的设备，特征在于过滤元件(FLT)包括有预定尺度、居中在测量轴上的镜面，因此基本上聚焦在所述镜面的中心处的照明束(FE)和分析束(FA)被过滤元件反射，而杂散反射不被所述元件偏转。
8.先前权利要求之一的设备，特征在于它进一步包括用于控制所述平台(PTF1)的装置(COM)，其被连接于分析装置，导致依照由所述分析装置测量的眼睛屈光异常的预定函数沿平台的测量轴(z)的位移。
9.先前权利要求之一的设备，特征在于所述眼睛定位装置包括明显的眼睛瞳孔(PO)的成像路径(VI)，其具有基本上居中于测量轴(z)上的透镜(L4)和相互依赖于所述平台(PTF1)的成像照相机，包括位于所述透镜(L4)的焦平面上的检测器和显示系统。
10.权利要求9的设备，特征在于定位装置进一步包括由一组光源形成的眼睛的照明设备，而可通过在检测器上调谐由角膜反射的所述源的镜像来调节位置，由此使能控制与眼睛角膜的顶点相切的平面的位置。
11.任何权利要求9或10的设备，特征在于定位装置进一步包括拟准时的光源，其被居中在测量轴z上并被基本上置于所述透镜(L4)的焦点处；掩模，由至少两个其孔径形成，至少一个相对于测量轴而偏心，并且位于所述源附近，从而形成至少两个光束；分离片，其接收所述束，定位是通过以下来调节的成像路径的检测器上的控制，在眼睛角膜上的反射之后由束形成的斑的叠加，由此使能对与眼睛角膜的顶点相切的平面的受控定位。
12.权利要求9到11之一的设备，特征在于在成像路径的检测器的显示上，眼睛定位装置进一步包括用于跟踪眼睛瞳孔的横向位置的装置，从而使能相对于瞳孔的尺寸而关于照明束的位置来调节该横向位置。
13.权利要求9到12之一的设备，特征在于所述定位装置进一步包括用于相互依赖地移动成像装置(L1)和平台(PTF1)以调节眼睛位置的装置。
14.先前权利要求之一的设备，特征在于光学共轭装置包括分析路径上的成像装置(L2)，分析平面被与所述成像装置的焦平面混淆；以及照明路径上的成像装置(L3)，照明光阑的平面被与所述成像装置的焦平面混淆，所述装置(L3)亦将照明束聚焦于过滤元件(FLT)的中心处。
15.先前权利要求之一的设备，特征在于分离装置包括至少第一分离片(LM1)，其基本上具有平且平行的面，在测量轴(z)上被倾斜，被照明束的一部分交叉并且将从以及出现的波的一部分反射向分析路径。
16.权利要求15的设备，特征在于所述片(LM1)的反射系数大于近似70％。
17.权利要求15或16之一的设备，特征在于所述片(LM1)的厚度引入在照明束上，相对于测量轴(z)有预定偏离，因此在偶然没有所述片的情况下，照明束不再经过过滤元件。
18.先前权利要求之一的设备，特征在于它进一步包括紧固路径，其使能固定眼睛被分析的病人的注视，并且包括被照明的像和透镜(L5)，该透镜基本上在光学上共轭该像与过滤元件(FLT)。
19.先前权利要求之一的设备，特征在于检验装置包括Shack-Hartmann型波前分析器，其明显包括微透镜的矩阵、矩阵检测器、处理装置、对应于微透镜矩阵的平面的分析平面。
20.先前权利要求之一的设备，特征在于照明路径进一步包括装置，用于透射照明束，其居中在测量轴(z)上，具有预定直径，收敛于过滤元件(FLT)的中心处；并且在于基本上针对角膜的曲率中心与过滤元件(FLT)的借助成像装置(L1)的光学共轭来沿测量轴(z)调节平台(PTF1)的位置，从而使能角膜的前面上的所述照明束的自准直，在所述面上反射的通量被发送向分析装置(MA)以测量角膜的地形。
21.权利要求1到19之一的设备，特征在于照明路径进一步包括装置，用于透射照明束，其居中在测量轴(z)上，具有预定直径，收敛于过滤元件(FLT)的中心处；并且在于成像装置包括附加且可去除的自准直系统，从而使能将所述照明束(FE)聚焦于角膜的曲率中心处，在角膜的前面上反射的通量被发送向检验装置(MA)以测量角膜的地形。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量眼睛型系统中的像差的设备，具体而言，其包括具有照明光阑(APT)的照明路径(VE)和检验路径(VA)、成像装置(L1)和相对于所述成像装置而定位眼睛的装置(VI)。发明设备亦包括杂散反射过滤元件(FLT)，其被居中于成像装置的测量轴(z)上；以及用于眼睛瞳孔与照明光阑的平面和检验平面的光学共轭的装置(L2、L3)。依照本发明，照明束路径收敛于过滤元件(FLT)的中心处。过滤元件、照明路径、检验路径和共轭装置都是相互依赖的并且被置于可沿轴z相对于成像装置(L1)而移动的平台(PTF1)上。照明光阑相对于测量轴(z)是偏心的，因此具体而言由成像装置(L1)反射的杂散光通量由过滤元件(FLT)从检验路径偏转。
文档编号A61B3/103GK1568157SQ02820200
公开日2005年1月19日 申请日期2002年8月12日 优先权日2001年8月12日
发明者S·H·布库尔特, X·J·-F·莱维克 申请人:想象之眼公司