光学量测装置及其运作方法与流程

本发明是与光学检测有关，尤其是关于一种光学量测装置及其运作方法。

背景技术：

传统上，通常是采用接触式超音波扫描仪进行眼轴长的量测。然而，由于接触式超音波扫描仪接触到眼球时会施压在眼球上，很可能因为操作不慎而造成量测误差，或是因为患者紧张而测量到错误位置。因此，若采用非接触式的光学量测仪可改善上述缺点。

于光学量测仪的实际操作程序中，通常会包含：(1)光学对准程序以及(2)光学量测程序。其中，如图1a所示，光学量测仪可执行光学对准程序(例如发出一对准光线la至眼球co并接收其反射光线)来提升其量测的精准度。

然而，在实际操作上并非都能如同图1a所示的理想状态。举例而言，如图1b所示，一旦光学量测仪所发出的对准光线lb、lc有所偏差(例如偏离眼轴ax)时，就会导致光学量测仪无法顺利对准，也连带导致其量测的精准度受到严重的影响，其量测结果的可信度便会大幅降低，无法作为眼科治疗的判断评估上的重要参考依据。

技术实现要素：

因此，本发明提出一种光学量测装置及其运作方法，以克服上述现有技术所遭遇到的种种问题。

根据本发明的一较佳具体实施例为一种光学量测装置。于此实施例中，光学量测装置包含一第一光源、一第二光源及一切换单元。第一光源用以朝一第一方向发出一第一光线。第二光源用以朝一第二方向发出一第二光线。切换单元选择性地切换为一第一操作模式或一第二操作模式。其中，当切换单元切换为第一操作模式时，切换单元挡住第二光线并让第一光线射至眼球上的一对准区域，以进行一光学对准并决定眼球上的一眼轴中心位置；当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元使原本朝向第二方向的第二光线改为朝向第一方向射至眼球上的眼轴中心位置，以进行一光学量测。

于一实施例中，第二方向是与第一方向垂直。

于一实施例中，当切换单元切换为第一操作模式时，切换单元是与第一方向平行，切换单元位于第二光线朝第二方向前进的路径上并挡住第二光线的前进，且切换单元位于第一光线朝第一方向前进的路径之外。

于一实施例中，当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元是位于第一方向与第二方向之间的角度，切换单元是位于第一光线朝第一方向前进的路径上并挡住第一光线的前进，且切换单元位于第二光线朝第二方向前进的路径上并将第二光线改为朝向第一方向前进，致使第一光线与第二光线交替地射向眼球。

于一实施例中，当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元是位于第一方向与第二方向之间的角度，切换单元是位于第一光线朝第一方向前进的路径上并让第一光线通过切换单元后继续朝第一方向前进，且切换单元位于第二光线朝第二方向前进的路径上并将第二光线改为朝向第一方向前进，致使第一光线与第二光线同时射向眼球。

根据本发明的另一较佳具体实施例为一种光学量测装置。于此实施例中，光学量测装置包含一第一光源、一第二光源及一切换单元。第一光源用以朝一第一方向发出一第一光线。第二光源是与第一光源平行设置，用以朝第一方向发出一第二光线。切换单元耦接第一光源与第二光源。切换单元选择性地切换为一第一操作模式或一第二操作模式。其中，当切换单元切换为第一操作模式时，切换单元移动第一光源，致使第一光线射至眼球上的一对准区域，以进行一光学对准并决定眼球上的一眼轴中心位置；当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元移动第二光源，致使第二光线射至眼球上的眼轴中心位置，以进行一光学量测。

根据本发明的另一具体实施例为一种光学量测装置运作方法。于此实施例中，光学量测装置运作方法用以运作一光学量测装置进行光学量测。光学量测装置包含一第一光源、一第二光源及一切换单元。第一光源用以朝一第一方向发出一第一光线且第二光源用以朝一第二方向发出一第二光线。切换单元选择性地切换为一第一操作模式或一第二操作模式。

光学量测装置运作方法包含下列步骤：当切换单元切换为第一操作模式时，切换单元挡住第二光线并让第一光线射至眼球上的一对准区域，以进行一光学对准并决定眼球上的一眼轴中心位置；以及当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元使原本朝向第二方向的第二光线改为朝向第一方向射至眼球上的眼轴中心位置，以进行一光学量测。

根据本发明的另一具体实施例为一种光学量测装置运作方法。于此实施例中，光学量测装置运作方法用以运作一光学量测装置进行光学量测。光学量测装置包含一第一光源、一第二光源及一切换单元。第二光源是与第一光源平行设置。第一光源用以朝一第一方向发出一第一光线且第二光源用以朝第一方向发出一第二光线。切换单元选择性地切换为一第一操作模式或一第二操作模式。

光学量测装置运作方法包含下列步骤：当切换单元切换为第一操作模式时，切换单元移动第一光源，致使第一光线射至眼球上的一对准区域，以进行一光学对准并决定眼球上的一眼轴中心位置；以及当切换单元切换为第二操作模式时，切换单元移动第二光源，致使第二光线射至眼球上的眼轴中心位置，以进行一光学量测。

相较于现有技术，根据本发明的光学量测装置及其运作方法可有效改善现有技术中的光学量测仪无法顺利对准的缺点，使得其量测的精准度能获得提升，故其量测结果的可信度亦会大幅提高，而可作为眼科治疗的判断评估上的重要参考依据。此外，本发明的光学量测装置及其运作方法中的对准光线与量测光线可通过移动光源的方式各自采用独立的传递通道(路径)，亦可通过切换光线的方式共用传递通道(路径)，并且光学对准程序与光学量测程序亦可选择彼此交替进行或是同时进行，故可增加光学量测装置在实际运用时的弹性。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1a及图1b分别为现有技术中的光学量测仪执行光学对准程序的理想状态与偏差状态的示意图。

图2a及图2b为根据本发明的一较佳具体实施例中的光学量测装置的示意图。

图3a及图3b为根据本发明的另一较佳具体实施例中的光学量测装置的示意图。

图3c为图3a及图3b中的切换单元具有特定区域的示意图。

图4a及图4c为根据本发明的另一较佳具体实施例中的光学量测装置的示意图。

图5为根据本发明的另一较佳具体实施例中的光学量测装置运作方法的流程图。

图6为根据本发明的另一较佳具体实施例中的光学量测装置运作方法的流程图。

主要元件符号说明：

la～lc：对准光线

co：眼球

ax：眼轴

2：光学量测装置

ls1：第一光源

ls2：第二光源

sw：切换单元

d1：第一方向

d2：第二方向

l1：第一光线

l2：第二光线

ar：对准区域

ct：眼轴中心位置

k：特定区域

4：光学量测装置

△s：固定距离

s11～s16：步骤

s21～s26：步骤

具体实施方式

根据本发明的一较佳具体实施例为一种光学量测装置。于此实施例中，光学量测装置可以是光学式生物测定计(opticalbiometer)，用以对生物体进行光学量测。举例而言，光学量测装置可对眼球进行光学量测，由以得到眼球的眼轴长度、角膜厚度及弧度、水晶体厚度等相关参数，但不以此为限。

一般而言，光学量测装置通常会包含有光源模块、多个光学元件组及影像分析单元等必要元件，于此实施例中，光学量测装置的光源模块至少包含有光学对准用的第一光源ls1以及光学量测用的第二光源ls2。除了上述元件之外，本发明的光学量测装置还进一步包含有可选择性地切换为不同操作模式的切换模块。

请参照图2a及图2b，图2a及图2b为本发明的光学量测装置的一实施例。需说明的是，于此实施例中，对准光线与量测光线是通过切换的方式共用传递通道(传递路径)，并且光学对准程序与光学量测程序是彼此交替进行。

如图2a所示，光学量测装置2包含第一光源ls1、第二光源ls2及切换单元sw。其中，第一光源ls1用以朝第一方向d1发出第一光线l1。第二光源ls2用以朝第二方向d2发出第二光线l2。于此实施例中，第一光源ls1为对准光源且第一光线l1为对准光线；第二光源ls2为量测光源且第二光线l2为量测光线。第二方向d2是与第一方向d1垂直，例如第一方向d1为水平方向且第二方向d2为垂直方向，但不以此为限。

切换单元sw可选择性地切换为第一操作模式或第二操作模式。于此实施例中，第一操作模式可称为光学对准模式，而第二操作模式可称为光学量测模式，但不以此为限。

当切换单元sw切换为第一操作模式时，切换单元sw是与第一方向d1平行。由于切换单元sw位于第二光线l2朝第二方向d2前进的路径上且位于第一光线l1朝第一方向d1前进的路径之外，所以切换单元sw会挡住第二光线l2的前进并让第一光线l1朝第一方向d1前进而射至眼球co上的对准区域ar，以进行光学对准并决定眼球co上的眼轴中心位置ct。

如图2b所示，当切换单元sw切换为第二操作模式时，切换单元sw会位于第一方向d1与第二方向d2之间的角度，切换单元sw是位于第一光线l1朝第一方向d1前进的路径上且位于第二光线l2朝第二方向d2前进的路径上。切换单元sw挡住第一光线l1的前进并使原本朝向第二方向d2的第二光线l2改为朝向第一方向d1射至眼球co上的眼轴中心位置ct，以进行光学量测。由此，第一光线l1与第二光线l2可于不同时间交替地射向眼球co。

于另一实施例中，请参照图3a及图3b，图3a及图3b为本发明的光学量测装置的另一实施例。需说明的是，于此实施例中，对准光线与量测光线是通过切换的方式共用传递通道(传递路径)，并且光学量测程序可与光学对准程序同时进行。

切换单元sw可选择性地切换为第一操作模式或第二操作模式。于此实施例中，第一操作模式可称为光学对准模式，而第二操作模式可称为光学对准及量测模式，但不以此为限。

如图3a所示，当切换单元sw切换为第一操作模式时，切换单元sw是与第一方向d1平行。由于切换单元sw位于第二光线l2朝第二方向d2前进的路径上且位于第一光线l1朝第一方向d1前进的路径之外，所以切换单元sw会挡住第二光线l2的前进并让第一光线l1朝第一方向d1前进而射至眼球co上的对准区域ar，以进行光学对准并决定眼球co上的眼轴中心位置ct。

如图3b所示，当切换单元sw切换为第二操作模式时，切换单元会位于第一方向d1与第二方向d2之间的角度(例如与水平方向及垂直方向之间的夹角均为45度，但不以此为限)，使得切换单元sw同时位于第一光线l1朝第一方向d1前进的路径上以及第二光线l2朝第二方向d2前进的路径上。

需说明的是，切换单元sw可通过适当的设计让第一光线l1能通过切换单元sw而不会被挡住，使得第一光线l1通过切换单元sw后能继续朝第一方向d1射向眼球co，且切换单元sw会将原本朝第二方向d2前进的第二光线l2改为朝第一方向d1射向眼球co，致使第一光线l1与第二光线l2能够同时射向眼球co。由于第一光线l1为对准光线且第二光线l2为量测光线，故当切换单元sw切换为第二操作模式(光学对准及量测模式)时，光学量测程序可与光学对准程序同时进行。

于实际应用中，为了让切换单元sw能够达到让第一光线l1通过的同时又能将原本朝第二方向d2前进的第二光线l2反射为第一方向d1，如图3c所示，切换单元sw可特别设计有一特定区域k，该特定区域k是根据第一光线l1的第一波长与第二光线l2的第二波长选用适当的光学材料构成，使得具有第一波长的第一光线l1射至特定区域k时能够顺利通过并继续朝第一方向d1前进，并且具有第二波长的第二光线l2射至特定区域k时会被反射而改为朝第一方向d1前进。

根据本发明的另一较佳具体实施例亦为一种光学量测装置。请参照图4a至图4c，光学量测装置4包含第一光源ls1、第二光源ls2及切换单元sw。切换单元sw选择性地切换为第一操作模式或第二操作模式。

需说明的是，此实施例与前述实施例不同之处在于：此实施例中的第一光源ls1与第二光源ls2平行设置且第一光源ls1与第二光源ls2之间具有一固定距离△s。切换单元sw耦接第一光源ls1与第二光源ls2。第一光源ls1与第二光线ls2分别朝第一方向d1(例如水平方向)发出第一光线l1及第二光线l2。

如图4a所示，当切换单元sw切换为第一操作模式时，切换单元sw会开始沿第二方向(例如垂直方向)移动第一光源ls1，以使得第一光源ls1所射出的第一光线l1能够射至眼球co上的对准区域ar，以进行光学对准并如图4b所示决定出眼球co上的眼轴中心位置ct。

如图4c所示，当切换单元sw切换为第二操作模式时，切换单元sw会开始沿第二方向(例如垂直方向)移动第二光源ls2，以使得第二光源ls2所射出的第二光线l2能够射至眼球co上的眼轴中心位置ct，以进行光学量测。需说明的是，切换单元sw沿第二方向(例如垂直方向)移动第二光源ls2的距离即为第一光源ls1与第二光源ls2之间的固定距离△s。

根据本发明的另一具体实施例为一种光学量测装置运作方法。于此实施例中，光学量测装置运作方法用以运作光学量测装置对眼球进行光学量测。光学量测装置包含第一光源、第二光源及切换单元。第一光源用以朝第一方向(例如水平方向)发出第一光线且第二光源用以朝第二方向(例如垂直方向)发出第二光线。切换单元选择性地切换为第一操作模式或第二操作模式。

请参照图5，图5为根据此实施例中的光学量测装置运作方法的流程图。如图5所示，光学量测装置运作方法包含下列步骤：

步骤s11：切换单元切换为第一操作模式；

步骤s12：切换单元挡住第二光线并让第一光线射至眼球上的对准区域；

步骤s13：对眼球进行光学对准并决定眼球上的眼轴中心位置；

步骤s14：切换单元切换为第二操作模式；

步骤s15：切换单元使原本朝向第二方向的第二光线改为朝向第一方向射至眼球上的眼轴中心位置；以及

步骤s16：对眼球进行光学量测，以得到眼球的眼轴长度。

于实际应用中，当切换单元切换为第一操作模式(步骤s11)时，切换单元是与第一方向平行，切换单元位于第二光线朝第二方向前进的路径上并挡住第二光线的前进，且切换单元位于第一光线朝第一方向前进的路径之外，以让第一光线继续朝第一方向射至眼球上的对准区域(步骤s12)。

当切换单元切换为第二操作模式(步骤s14)时，切换单元是位于第一方向与第二方向之间的角度，使得切换单元同时位于第一光线朝第一方向前进的路径上以及第二光线朝第二方向前进的路径上。

于一实施例中，切换单元会挡住第一光线的前进，并将第二光线改为朝第一方向前进，致使第一光线与第二光线于不同时间交替地射向眼球。

于另一实施例中，切换单元会让第一光线通过切换单元后继续朝第一方向前进，并将第二光线改为朝第一方向前进，致使第一光线与第二光线同时射向眼球。

根据本发明的另一具体实施例亦为一种光学量测装置运作方法。于此实施例中，第二光源是与第一光源平行设置且两者之间具有一固定距离。第一光源用以朝第一方向发出第一光线且第二光源用以朝第一方向发出第二光线。切换单元选择性地切换为第一操作模式或第二操作模式。

请参照图6，图6为根据此实施例中的光学量测装置运作方法的流程图。如图6所示，光学量测装置运作方法包含下列步骤：

步骤s21：切换单元切换为第一操作模式；

步骤s22：切换单元移动第一光源，致使第一光线射至眼球上的对准区域；

步骤s23：进行光学对准并决定眼球上的眼轴中心位置；

步骤s24：切换单元切换为第二操作模式；

步骤s25：切换单元移动第二光源，致使第二光线射至眼球上的眼轴中心位置；以及

步骤s26：对眼球进行光学量测，以得到眼球的眼轴长度。

于实际应用中，步骤s22中的切换单元是沿第二方向(垂直方向)移动第一光源且步骤s25中的切换单元是沿第二方向(垂直方向)移动第二光源，其中第二方向与第一方向垂直。需说明的是，切换单元沿第二方向(例如垂直方向)移动第二光源的距离即为第一光源与第二光源之间的固定距离。

相较于现有技术，根据本发明的光学量测装置及其运作方法可有效改善现有技术中的光学量测仪无法顺利对准的缺点，使得其量测的精准度能获得提升，故其量测到的眼轴长的可信度亦会大幅提高，而可作为眼科治疗的判断评估上的重要参考依据。此外，本发明的光学量测装置及其运作方法中的对准光线与量测光线可通过移动光源的方式各自采用独立的传递通道(传递路径)，亦可通过切换光线的方式共用传递通道(传递路径)，并且光学对准程序与光学量测程序亦可选择彼此交替进行或是同时进行，故可增加光学量测装置在实际运用时的弹性。

由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范畴内。