專利名稱：光學系統(tǒng)的表征的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明廣義地涉及在光學系統(tǒng)、器件和元件的表征中使用的方法、儀
器和裝置。本發(fā)明適用于確定成型(figured )光學元件和光學儀器的反射 和折射特性，該成型光學元件例如是透鏡、反射鏡甚至復雜光學系統(tǒng)比如 自然眼或者模型眼。
這樣的方法和裝置的一種用途是對透鏡區(qū)域上的屈光力(refractive power)進行映射——或者在空間上分解，這有時稱為確定透鏡的波前像 差。涉及的儀器或者裝置包括可以與人眼、孤立透鏡、透鏡組、反射鏡和 成型反射或者折射表面(這里統(tǒng)稱為'光學系統(tǒng)，) 一起使用的波前傳感器。 實際特別所關(guān)心的是映射S崎透鏡的屈光力，更具體而言，針對生產(chǎn)中的 質(zhì)量控制、實驗用途和處方來映射軟接觸透鏡的屈光力。
所關(guān)心的反射和折射特性是所關(guān)心的光學系統(tǒng)的光學表面上的下述 特性指示球、棱鏡、圓柱和/或軸部件的變化的數(shù)據(jù)集(紐稱為'屈光 力映射圖，)、針對高階和低階像差的澤爾尼克(Zernike)描迷符、光學 平均傳遞函數(shù)以及平均屈光力分布等。所選特征在光學表面上的變化的可 視化提供一種檢驗光學系統(tǒng)的性能的有價值的方式，這允許對例如軟接觸 透鏡的各種折射、混合和外圍區(qū)的有效評估。本發(fā)明的方法和裝置也可以 應用于通過利用從眼睛的視網(wǎng)膜或者另一表面反射或者散射的光，將完 整人眼的光學特性映射到例如角膜的表面上。
因此為求便利，這樣的數(shù)據(jù)集及其生成在本文中稱為'屈光力映射圖， 和'屈光力映射，，而并非旨在暗示可視化是必需的或者僅僅只有屈光力是 所關(guān)心的特征。
背景技術(shù)：
有各種波前感測方法用于透鏡的光學像差的評估。在J. M. Geary的 Introduction to Wave-front Sensors' ( SPIE 1995 ， ISBN誦13 : 978-0819417015 )中已經(jīng)給出這些方法的概述。哈特曼-夏克 (Hartmann-Shack)技術(shù)和射線i^技術(shù)常用于映射透鏡的光學像差并且適合于映射自然眼的復雜光學特性。E. Moreno-Barriuso和R. Navarro 在題為'Laser Ray Tracing versus Hartmann-Shack sensor for measuring optical aberrations in the human eye，[J Opt. Soc, Am. A/第17巻第6期 /2000年6月I的論文中說明和比較了這些技術(shù)。
在哈特曼-夏克技術(shù)中，由微型小透鏡(microlenslet)的均勻陣列 構(gòu)成的;Wt光路中位于測試透鏡之后，從而圖像斑點的對應陣列被投影到 物鏡平面上，該圖像陣列相對于均勻性的偏離表明了像差(或者光學屈光
力的局部變化)。在這一技術(shù)中，不需要知道光學表面或者光軸與儀器或 者目標的精確距離來獲得好的結(jié)果。
在射線跟蹤中，在透鏡的表面上掃描窄的激光束以便一次一個斑點地 建立相似圖像陣列。盡管射線跟蹤由于斑點尺寸可以小于哈特曼_夏克技 術(shù)的斑點尺寸而允許生成更細微的詳細屈光力映射圖，但是哈特曼 一 夏克 技術(shù)由于一次性處理而不是串行處理所有射線/斑點而允許快速評估。也 應當注意，射線跟蹤方法假設:精確地已知透鏡表面沿著儀器光軸的位置， 這在具有小而強烈的彎曲或者成型表面的光學器件的情況下或者在柔軟 光學器件(比如軟接觸透鏡)的情況下是成問題的。 一般借助澤爾尼克多 項式來描述波前像差。這些多項式可以在數(shù)學上轉(zhuǎn)換成屈光力映射圖以在 光學器件的平面圖內(nèi)將低階像差可視化。
Molebny等人的美國專利6，932，475[以及Molebny等人的"Principles of Ray Tracing Aberrometry" (J. Refractive Surgery第6巻S572-S575 (2000 ))公開了用于測量人眼中的折射像差的射線跟蹤技術(shù)的例子也 參見Molebny的美國專利7，311，400、 7,303,281和6，409，345。例如在美 國專利6，932，475中，將從視網(wǎng)膜反射的斑點圖像以如下方式引導到在距 視網(wǎng)膜相同有射巨離處布置的兩個線性CCD檢測器，使得斑點的x坐標 由一個檢測器記錄而同一斑點的y坐標由另一檢測器同時記錄。以這一方 式，可以通過表示出斑點相對于詢問光束的移位方式來建立像差映射圖。
Campbell和Hughes[Vision Res.1981年第21巻第1229-1148頁、 Glasser和Campbell [Vision Res.1988年第38巻笫2期第209-229頁以及 Roorda和Glasser [Journal of Vision (2004) 4， 250-2617>開了測量孤立動 物8峻鏡中的波像差的方法，其中橫向地或者從側(cè)面拍攝窄的入射和反射 激光束的陣列的軌跡。在這些方法中，裝配的透鏡位于佳JNJN"射線和出射 射線可見的乳狀溶液的罐中。入射射線可以是掃描激光束或者與測試透鏡 的光軸平行引導的成束入射光束?？梢圆捎玫纳渚€數(shù)目由于需要在側(cè)視圖中對它們進行可視化和區(qū)分而嚴格地受到限制。然而，終究估計了各射線 的斜度并且構(gòu)造了波前像差的輪廓映射圖(雖然是粗略地)。雖然未公開， 但是注意，可以根據(jù)來自透鏡上的斑點的光束的斜度來估計該斑點的屈光
力，因此應當可以構(gòu)itit鏡的屈光力映射圖。這樣的映射圖的準確性和分 辨率留有諸多期待之處，并且作為一種為了生產(chǎn)質(zhì)量控制的目的而生成接 觸透鏡的有用屈光力映射圖的方法，該技術(shù)的粗略性和繁瑣性使它很不實 際。該技術(shù)當然不能應用于體內(nèi)的眼睛。
Chase等人[Chase R， Keleti S, Norman BR, A Scanning Hartmann Instrument. Proceedings of SPIE -第1618巻，Large Optics II (1991)第 89-96頁提出一種用于大型反射鏡的斜度確定的方法，其中使激光束掃描 樞轉(zhuǎn)的反射鏡，利用裝配于x-y臺架上的光電檢測器捕獲反射光束。根據(jù) 檢測到的反射光束的橫向位置，可以針對各光柵斑點確定反射鏡的斜度。 位置檢測單元可以僅在橫向x-y平面中移動，它的軸向位置緊鄰入射光束 導引掃描裝置以實現(xiàn)最佳分辨率和測量范圍。
在美國專利6，406，146 Bl中已經(jīng)>^開一種在兩個軸向平面4吏用斑點 檢測的構(gòu)思。該裝置實質(zhì)上是在小透鏡陣列之后添加分束器的哈特曼—夏 克目鏡波前傳感器，從而可以在與第一光電檢測器不同的軸向位置添加第 二光電檢測器。此第二光電檢測器有助于通過減少重疊斑點的不明確性來 延伸測量范圍，所述不明確性是單檢測器哈特曼-夏克系統(tǒng)的限制性因 素。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及到將入射光束引導到光學表面上的斑點， 以便針對各斑點生成出射光束、確定各出射光束在距表面第 一和第二光學 距離處的橫向位置和據(jù)此得出在各斑點的屈光能力。通常這將涉及到計算 出射光M各斑點的出射角。所得數(shù)據(jù)然后用來確定系統(tǒng)的光學特性。通 常入射光束的掃描、出射角的計算、數(shù)據(jù)集的生成及其可視呈現(xiàn)是計算機 控制或者計算機調(diào)節(jié)的。這將允許生成大量的光學特性，且如果希望則允 許可視地將這些光學特性映射到光學表面的圖形上。
優(yōu)選地通過采用包括至少一個光電檢測器陣列的檢測器裝置來確定 出射光束的橫向位置，所述至少一個光電檢測器陣列可以被布置成在各光 學距離處截取出射光束的至少 一部分和將光束在各距離處的橫向空間坐標輸出到處理器裝置。出射光束在兩個距離處的橫向坐標一K以允許以 足夠精度來確定出射光束的角度，當與光束的對應入射角相關(guān)聯(lián)時可以容 易地計算光學系統(tǒng)在各斑點的屈光力。這樣，在光學表面上的這樣的測量 值集和/或計算值集提供了一種數(shù)據(jù)集，如上所述，可以根據(jù)所述數(shù)據(jù)集 來得出光學系統(tǒng)的許多重要光學特性，如果需要則可以顯示或者映射到所 M面上。
最好但是并非必需的^1保證各入射光束與光學系統(tǒng)的固定軸平行。通 常，固定軸是系統(tǒng)的中心光軸，但是也可以任意地指定固定軸。如果所有 入射光束相互平行——并且優(yōu)選地與系統(tǒng)的光軸平行——則可以使用出 射光束的角度變化作為光學系統(tǒng)在指定光學表面上的屈光力變化的代表。 如果入射光束的角度隨斑點而變化(當從公共點光源圓錐形地掃描入射光 束時將是這種情況)，則有必要記錄和計算各入射光束關(guān)于公共資料(如 光軸)的角度，采用各斑點的入射角和出射角來計算'斑點屈光力，。
最好是4吏用二維光電檢測器陣列(例如數(shù)字相機中常用類型的CCD 或者CMOS檢測器)^A測和輸出、確定和/或得出出射光^L各光學距 離或者平面處的交點坐標，從而可以確定出射光束的角度和/或位置?？?以想到各種方案。例如，單個檢測器陣列可以從一個平面移動到另一平面， 可以得出在各位置的光束坐標?？梢栽谝粋€位置使用單個固定陣列， 一個 或者多個分光器經(jīng)由不同光學距離將部分出射光束引導到陣列；通過編 碼、時分復用或者其它形式的復用區(qū)分出射光束的不同部分。如果所選陣 列移入或者移出光^徑以在所需距離截取出射光束，則可以直列式使用 多個光電檢測器陣列。或者，可以獲得以下的光電檢測器陣列，其足夠透 明以便允許一個光電檢測器固定地直列式位于另 一個光電檢測器之后。通 過使用分光器可以采用非直列式的多個固定陣列，以將相同出射光束的各 部分引導到各固定陣列。
可以采用本領域中已知的任何常規(guī)分光器，比如部^^^鏡、分光或 者極化或者非極化立方體或者薄膜分束器、旋轉(zhuǎn)或者振蕩鏡、立方體、充 當光束切換器的棱鏡或者利用編碼、光學性質(zhì)變化或者時分復用的光束復 用器。
盡管檢測器陣列優(yōu)選為平面二維'面式，陣列，從而各檢測器可以立即 輸出出射光束在它的位置處的橫向坐標，但是如果M沿著具體子午線 (meridian)的交點感興趣，則也可以采用窄的線性檢測器陣列。或者， 這樣的線性檢測器陣列可以旋轉(zhuǎn)或者使之在某一位置橫越，以有效地充當全部或者部分面陣列。
才艮據(jù)上文將理解，檢測器裝置涵蓋檢測器陣列和任何分光器。
在一種應用中，所述方法可以包括以下步驟水平地支撐沐^合軟接觸 透鏡，豎直地向下引導入射光Ait過透鏡，和在透鏡以下的位置分割出射 光束，以將折射的出射光束的不同部分引導到布置于距透鏡不同光學距離 處的相應固定檢測器。在這種情況下，接觸透鏡構(gòu)成光學系統(tǒng)，并且最好 它的上表面構(gòu)成將在其上映射光學特性的光學表面。由于一些接觸透鏡沒 有圃形外圍邊界而具有多個光學區(qū)段，這些接觸透鏡被設計成使用于特定 定向，并/或具有微小定向標記，因此最好在透鏡的整個表面上掃描入射 光束，超出透鏡的外圍邊界，以便計算M件識別和再現(xiàn)所述定向標記。
在不同距離處的多于兩個檢測器的使用可以增強對出射光束在給定 平面或者位置的坐標進行確定的精度或者范圍。 一個或者更多個附加檢測 器可以被定位成截取比普通情況偏轉(zhuǎn)更多或者更少的出射光束。例如，當 映射比普通情況屈光力更大的透鏡時，可以'超偏轉(zhuǎn)，出射光束至如下程 度使得它錯過兩個'標準，檢測器中的更遠者。因此，第三檢測器可以被 定位成截取超偏轉(zhuǎn)出射光束。附加分光器可以用來將部分出射光束偏轉(zhuǎn)到 附加檢測器。或者，(如上文所示)可以移動遠處的'標準，檢測器以截取 超偏轉(zhuǎn)光束。反言之，如果要表征比普通情況更弱的透鏡，則近處的'標 準，檢測器可能定位得太近而無法以足夠的準確性來讀取出射光束坐標， 從而可以將近處的檢測器移動得更遠，或者可以使用具有相關(guān)分光器的更 遠的第三檢測器。許多其它方案在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可能的。
如已經(jīng)i人識的那樣，所述方法可以涉及到以下步驟將詢問光束掃出 透鏡的邊緣，從而可以檢測邊緣，精確和自動地確定透鏡的外圍。這不僅 允許映射整個透鏡，還保證在透鏡沒有圓形外圍或者以別的方式不對稱的 情況下正確和自動地對準屈光力映射圖，因此，所述方法也可以包括以下 步驟確定光學系統(tǒng)的邊緣/邊界、光軸、物理或者光學中心。類似地， 當透鏡承載定向標記時，所述方法可以包括檢測和識別這樣的標記的步 驟。這允許利用屈光力映射圖來再現(xiàn)定向標記以及夕卜圍輪廓。在多焦點光 學系統(tǒng)(比如雙焦點眼科透鏡)的具體情況下，所述方法還可以包括檢測 相鄰屈光力區(qū)段之間的^^p/邊界的步驟。
在另一變型中，所述方法可以包括以下步猓按照需要調(diào)整入射光束 關(guān)于映射的透鏡的光軸的角度且伴之以檢測器的角度和位置的調(diào)整。 于具有由外圍光學器件區(qū)段圍繞的中心光學區(qū)段的眼科透鏡特別有價值，所述外圍光學器件區(qū)段可以用來以Smith等人的美國專利7,025,460中教 導的方式來調(diào)整外圍場曲率。
根據(jù)另 一方面，本發(fā)明包括一種用于針對光學系統(tǒng)的光學表面來表征 該光學系統(tǒng)的裝置、儀器或者系統(tǒng)，所述裝置包括
掃描裝置，用于在光學表面上逐斑點地移動窄的入射光束以針對各斑 點生成具有出射角的出射光束，
檢測器裝置，被配置成檢測和確定出射光束在距光學系統(tǒng)的兩個不同 光學距離處的橫向坐標，以及
處理器裝置，被配置成根據(jù)所述橫向坐標來針對各斑點計算出射角。
檢測器裝置可以包括位于距光學系統(tǒng)第一和第二光學距離處的單獨 光電檢測器陣列，各檢測器陣列被配置成輸出出射光束與陣列的交點的橫 向坐標。為了避免一個陣列遮蔽另一陣列，與光學系統(tǒng)更近的一個或者更 多個陣列可以移動以允許出射光束撞擊更遠的陣列?；蛘?，陣列無需被定 位成直列式(使得一個陣列遮蔽另一陣列)，而是取而代之，檢測器裝置 可以包括將出射光束的不同部分引導到各陣列的分光器裝置。在另 一方案 中，檢測器裝置可以僅包括一個光電檢測器陣列，該陣列可以在第一與第 二光學距離之間移動，使得同 一陣列可以用來確定出射光^fr各距離或者 位置處的橫向坐標。如已所示的，檢測器裝置可以包括多于兩個的單獨檢 測器陣列和分光器裝置，以便將出射光束的至少一部分引導到^^檢測器陣 列。
在一個實施例中，所述裝置可以是用于映射眼睛透鏡(比如接觸透鏡 或者眼鏡透鏡)的屈光力和/或像差的裝置。當透鏡為軟接觸透鏡時，優(yōu) 選的是它裝配于水合狀態(tài)——可以是在水池內(nèi)——從而它豎立擱置且它 的平面水平，沒有由重力或者表面張力所致的實質(zhì)性的形變，掃描裝置可 以通過透鏡豎直地向下引導入射光束，具有光電檢測器和分光器(如果使 用)的檢測器裝置i殳置于透鏡下方。用于對軟接觸透鏡進行裝配和定位的 技術(shù)在本領域中是已知，例如與哈特曼-夏克儀器一起使用。
如本領域中常見的那樣，最好是采用激光器來生成入射光束。 一個或 者多個入射光束可以單色的，具有被選擇成適合于分析檢驗目的的波長。 更通常的是，波長范圍與可見光鐠中的白光近似的光束是適合的，其中所 表征的透鏡旨在與眼睛結(jié)合使用。然而，也可以設想使用雙色或者多色光 束以獲得被測試器件的具體光鐠特性。


前面已經(jīng)描述了本發(fā)明的構(gòu)思，現(xiàn)在將參照附圖描述具體例子。然而，
上文概括的和所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍。許多其它例子在本發(fā)明的 范圍內(nèi)也是可能的。
在附圖中
圖l是形成;^發(fā)明第一例子的儀器或者系統(tǒng)的光學布局的透視示意
圖，其中表征的光學系統(tǒng)是透鏡，入射光束與透鏡的光軸平行，并在透鏡 的表面上進行光柵式掃描，其中采用固定分光器。
圖2是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，包括第一例子的儀器的第 一變型。在第一變型中移動透鏡以實現(xiàn)入射光束的掃描而不是(或者是除 此之外還)移動入射光束。
圖3是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，包括第一例子的儀器的第 二變型，其中轉(zhuǎn)動地掃描入射光束，使得它沒有保持與透鏡的光軸平行。
圖4是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，包括第一例子的儀器的第 三變型，其中針孔掩模用M透鏡的表面上有效地掃描入射光束。
圖5是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，包括第一例子的儀器的第 四變型，其中釆用多于兩個的檢測器平面或者位置。
圖6是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，包括第一例子的儀器的第 五變型，其中振蕩反射鏡作為分光器來有效地工作。
圖7是圖1的儀器的一部分的側(cè)視示意圖，其中透鏡被傾斜，使得可 以在具體位置映射或者測量非傍軸屈光力。
圖8是包括第二例子的儀器的光學布局的側(cè)視示意圖，其中使用一個 固定陣列和一個可移動陣列從而避免需要分光器。
圖9是包括第三例子的儀器的光學布局的側(cè)視示意圖，其中使用單個 可移動檢測器陣列從而同樣可以避免需要分光器。
圖IO是包括第四例子的儀器的光學布局的側(cè)視示意圖，所述儀器被 配置成從>^射光學系統(tǒng)(如人眼)生成可用于該:計矯正理療設備的屈光力 映射圖。圖ll是包括第五例子的儀器的光學布局的正視示意圖，其中使用單 個固定檢測器陣列，拆分出射光束，通過長度不同的i^圣將入射光束發(fā)送 到陣列，和采用對光束各部分的復用。
具體實施例方式
在圖1中以透視示意圖的形式示出了第一例子的系統(tǒng)或者儀器10的 光學布局而以框圖形式示出了系統(tǒng)部件。簡易透鏡12包括待^4iE的光學 系統(tǒng)，并被圖示于就位狀態(tài)，透鏡12的光軸由點虛線14示出。生成窄的 入射光束16,通過掃描單元17在透鏡12的上表面上光柵式掃描入射光 束，使得其保持與光軸14平行，光柵圖案18優(yōu)選地大于透鏡12，使得 可以分辨透鏡的外圍。在這一例子中，透鏡12為不對稱的并且在它的外 圍附近具有定向標記19。
掃描單元17連接到計算機"PC"并且在計算機"PC，，的控制之下操作。 掃描單元17包括激光光源、機電掃描設備以及被配置成與計算機PC接 口的掃描驅(qū)動器，這些部件未被示出，因為這樣的掃描單元在本領域中是 已知的。
出射光束20由部分反射分束器22 (用作分光器)截取，分束器22 將出射光束20的一部分20a發(fā)送到第一檢測器陣列24而將第二部分20b ^Jt到第二檢測器陣列26，通it^目對于透鏡12和分束器22固定的底座 24a和26a來定位陣列24和26。[因此在這一例子中，檢測器裝置包括分 束器22以及檢測器陣列24和26。]為求便利，示出了第一檢測器陣列24 的平面與軸14正交并且在光學上更接iiit:鏡12，而示出了陣列26的平 面與軸14平行并且比陣列24在光學上距透鏡12更遠。盡管這一具體設 置不是必需的，但是重要的是陣列24和26設置在距透鏡12不同的光學 距離處； 一個陣列(比如陣列24)在第一光學距離處而另一 (比如陣列 26)設置在第二光學距離處。
在圖1中示出了掃描入射射線16在位置Po撞擊透鏡12，示出了來自 Po的出射射線20的第一部分20a在位置^撞擊第一光電檢測器陣列24， 示出了出射射線20的第二部分20b在點P2撞擊第二光電檢測器陣列26。 由于在這一例子中檢測器陣列24和26為平面和二維的，所以可以立即讀 出點Pi和P2的坐標和經(jīng)由輸入線23和25將這些坐標輸入到計算機PC 的I/O (輸/V輸出)接口 。計算機PC被配置成根據(jù)這些輸入來計算出射射線20相對于掃描入射射線16的入射角的角度，由此來確定透鏡12在 斑點P。的屈光力。針對透鏡12上的各斑點重復這一過程直至生成對透鏡 12的光學性質(zhì)進行表征的數(shù)據(jù)集。這一數(shù)據(jù)集可以由計算機PC采用以便 在監(jiān)視器27上顯示透鏡12的屈光力在透鏡的表面上的變化的等值線映射 圖M。映射圖M優(yōu)選地包括在透鏡12上的定向標記19的位置處的可 見標記19a以及透鏡12的外圍邊界的圖形12a。
可以以本領域中已知的許多方式使用這樣生成的數(shù)據(jù)集或者屈光力 映射圖。例如，用來對設計的屈光力分布與測量的屈光力分布ii行比較以 監(jiān)控制造的透鏡的質(zhì)量或者用來計算矯正光學器件、光學改進或者修改。 這在眼科透鏡被成型或者定制以匹配和矯正特定人眼的像差時至關(guān)重要。 這樣的成型表面可以通過以28標出的機器應用于矯正透鏡?；蛘?，當光 學系統(tǒng)為眼睛(如參照圖IO所述)時，眼睛的屈光力映射圖可以用來由 計算機設計和制造互補透鏡，或者如本領域中也已知的那樣，用來控制以 29標出的計算機操作的激光外科手術(shù)機器來將眼睛的角膜自動地重新成 形以矯正折射誤差和高階像差。
本領域技術(shù)人員將理解圖1的儀器10的基本光學配置使得可以根 據(jù)相應檢測器陣列24和26中的點Pi和P2的坐標來計算出射光束20相 對于入射光束16的偏轉(zhuǎn)，而無需知道透鏡12距掃描單元17的距離。這 允許可靠地以計算機生成許多數(shù)據(jù)輸出，較現(xiàn)有技術(shù)而言這是一個顯著優(yōu) 點，其中在圖1中的文字框21中所包括的列表中標出一些較重要的數(shù)據(jù) 輸出。
圖2圖解地圖示了第一例子的儀器的第一變型30。入射光束16沒有 掃描而是在分束器22的光軸14上保持穩(wěn)定，透鏡12在兩個維度上水平 地移動——如箭頭31和32所示——以實現(xiàn)在透鏡12上有效地掃描入射 光束16。因此，同樣可以如參照圖l所述那樣，梯Jl光束部分20a和20b 在檢測器陣列24和26上的入射坐標來計算出射光束20的出射角a。與 前文(和下文將描述的其它變型) 一樣，希望~~^管并非必需一~A射 光束16有效地掃過透鏡12的邊緣，從而可以映射透鏡的外圍邊界，通過 參考其分布或者在它的邊緣上的定向標記來確定透鏡的定向。
在圖3中示出了圖1的儀器的第二變型34，其中如箭頭35和36所 示在透鏡12的表面上轉(zhuǎn)動地或者圓錐形地掃描入射光束16。盡管掃描入 射光束16不^持與透鏡12的光軸14平行，但是它在任何斑點P。相對 于軸14的入射角p可以從掃描單元17[圖1]的掃描驅(qū)動器和/或處理器PC圖1內(nèi)的掃描控制軟件/固件知道。同樣，出射光束20的出射角ot[圖 2可以根據(jù)點^和P2的坐標來計算，并可以與入射光束16的角度p —起 用來確定透鏡12上的各斑點P。的屈光力。
在圖4中所示第一例子的第三變型40中，由17a標出的掃描單元由 孑USL 41和通過計算機PC圖ll控制的針孑L掩模42形成。孑U1 41由寬的 準直光束44照射并且^:光通過大量小孔，這些小孔形成板41中的二維孔 陣列。然后控制包括本領域已知的選擇性透明LCD器件的掩模42，以允 許來自板41中的所選孔的光在已經(jīng)制作成透明的對準斑點(以46標出) 處通過掩模42。實際上，利用適當LCD掩模器件42,可以不需要單獨的 孔板41。在任何情況下，掩模42用以生成與光軸14平行的掃描入射光 束16，因此具有與圖1的儀器中一樣的零入射角p[圖3。與圖1和圖2 中 一樣，這里的檢測器裝置包括兩個檢測器陣列和一個分束器。另 一方面， 掃描裝置17a包括孔板41和掩模42以及未示出的光源和與計算機PC相 接的掩縣口。
圖5圖示了圖1的儀器的第四變型50，在第四變型中允i—使用多于 兩個的檢測器陣列，從而可以更準確地計算出射光束20的角度和/或延伸 測量范圍。在這一變型中，與圖1中一樣，第一和第二出射光束部分20a 和20b由分束器22生成和被引導到第一和第二光電檢測器陣列24和26， 但是使光束部分20b通過第二分束器51，第二分束器51生成被引導到第 三檢測器陣列52的第三光束部分20c，第三光束部分20c在點Ps撞擊第 三檢測器陣列52。在所示配置中，陣列26比陣列52在光學上更遠離透 鏡12，陣列52又比陣列24更遠離。所有三個陣列24、 26和52的輸出 仗義送到計算機PC以提供點Pp P2和P3的交點坐標(如果存在的話)。 檢測器陣列的配置使得出射光束部分20a和20c在整個可測量的屈光力范 圍內(nèi)總是與相應陣列24和51相交，但是光束部分20b只是在可測量的屈 光力范圍的較低部分內(nèi)撞擊陣列26。在這種較低的屈光力范圍內(nèi)，檢測 器陣列24和26的輸出可以用來允許更準確的屈光力計算。在其余較高的 屈光力范圍(其中光束部分20b沒有撞擊檢測器26)內(nèi)，使用陣列24和 51的輸出。因此，以這種方式使用多于兩個的檢測器陣列可以允許比兩 個檢測器的配置(如圖1中那樣)中更寬的屈光力測量范圍和/或允許在 較4^S光力范圍內(nèi)的更高精度的測量。注意，在這一變型中檢測器裝置包 括三個檢測器陣列和兩個分束器。
圖6中所示第一例子的第五變型60采用振蕩或者旋轉(zhuǎn)^Jt鏡62作為分光器(代替圖1的部分反射分束器22 )。反射鏡62在檢測器陣列24和 26之間接連地快速切換出射光束20，從而如前文一樣有效地生成出射光 束部分20a和20b (以及如果需要則還生成20c)當然，如本領域中熟知 的，反射鏡56可以由棱鏡、透鏡或者多面反射器取代以實現(xiàn)掃描/分束功 能。單個這一類型的分光器具有以下優(yōu)點可以在強度未削弱的情況下將 出射光束20容易地引導到兩個或者更多檢測器陣列，但是缺點在于與固 定部分反射分束器相比相對緩慢。在變型60中，檢測器裝置包括移動的 反射鏡62以及檢測器陣列24和26。
圖7示出了第一例子的第六變型70，其中透鏡12相對于軸14傾斜， 從而可以在它的表面的部分——或者全部——上映射非傍軸屈光力或者 在具體位置測量非傍軸屈光力。透鏡12可以裝配于類似角度計的保持器 (未示出)中，從而可以在許多不同平面中相對于軸14精確地成角。
圖8圖示了避免需^r何分光器的第二例子。這一例子的儀器80采 用固定光電檢測器陣列82，固定光電檢測器陣列82與用作待^E的光學 系統(tǒng)的透鏡86相對地定位在儀器的光軸84上。與前文一樣，在透鏡86 的表面上掃描入射光束88，入射光束88被示出為碰撞在表面上的斑點P0 上，從而生成在點P2的坐標撞擊陣列82的出射光束卯。為了獲得在與透 鏡86更近的點處的第二坐標集，橫向地滑動第二檢測器陣列92直至它與 軸88對準(此處用虛線94示出)。在將陣列92這樣定位的情況下，陣列 94遮蔽更遠的陣列82,這樣出射光束90在陣列92上碰撞于點Pp而陣 列92提供出射光束在這一位置(與透鏡86的光學距離)的坐標集。因此， 如參照第一例子所述那樣，這樣獲得的坐標可以用來表征光學系統(tǒng)(86)。 當然，在已經(jīng)針對透鏡86上的斑點P。記錄兩個坐標集之后，可移動陣列 92返回到它的原始位置(此處用實線示出陣列92),入射光束移動到透鏡 86上的新斑點，重復該過程以針對新斑點記錄兩個坐標集。陣列92在這 一過程中的往復移動由箭頭96示出.
圖9是包括本發(fā)明第三例子的儀器100的光學布局的側(cè)視示意圖，儀 器100在表征位于濕池104中并且由濕池104支撐的水合軟接觸透鏡102 時使用。在這一例子中，在106處標出透鏡102的光軸，在108處標出掃 描入射光束，在110處標出出射光束。入射光束108也被表示為在斑點 Po處撞擊透鏡102。在這一例子中，不^5Ua免對分光器的需要而且僅需要 單個光電檢測器陣列。
在儀器IOO中，單個檢測器陣列112固定于由虛線114標出的位置，陣列112在這一位置用實線來繪出。濕池104與用作被考察光學系統(tǒng)的軟 接觸透鏡102 —起在由116和118標出的兩個位置之間可沿著光軸106上 下移動，位置116比位置118具有距檢測器陣列112更近的光學距離。如 果需要，則濕池104可以移動到一個或者多個中間位置以便通it^射光束 108來掃描，從而利用結(jié)合圖5的儀器50(其中采用透鏡與檢測器陣列之 間的多于兩個的光學距離)提到的優(yōu)點。實際上，可以通過裝配陣列112 實現(xiàn)如虛線箭頭120所示的側(cè)向移動來獲得在測量范圍方面的進一步優(yōu) 點。這4吏儀器100能夠記錄折射性比可以利用固定位置的陣列120來測量 的透鏡更高的透鏡的特性。
在儀器100的第二配置中，如箭頭122所示，陣列112可以沿著軸 106上下移動以便(在光學上)更接近或者更遠離濕池104中的透鏡102。 為求簡化，個J殳只需要在114和124標出的兩個位置，盡管也可以采用一 個或者多個中間位置，且具有結(jié)合圖5的儀器50提到的優(yōu)點。在最遠的 位置114用實線示出陣列112，而在最近的位置124用虛線示出陣列112 (此處被標出為U2a)。同樣，如果需要，則陣列112可以在位置114(和 /或在位置124)橫向地移動，以允許表征范圍更廣的透鏡102 (如虛線箭 頭120所示和如上所述)。實際上，如果透鏡102和濕池104也如上文所 述地可移動，則可以適用于甚至更大的測量范圍。
盡管用于對光學系統(tǒng)(如接觸透鏡)進行表征的儀器的這一例子消除 了對分光器的需要，但是在一個或者兩個維度上準確地移動一個或者多個 檢測器陣列和/或光學系統(tǒng)的需要將增添成本和復雜性。
在圖9中示出了根據(jù)本發(fā)明形成的測量儀器或者系統(tǒng)的第三例子.在 這一例子中，儀器150使得能夠?qū)Ψ瓷?包括后向散射(back-scattering)) 光學系統(tǒng)進行映射或者以別的方式進行表征，無論它們是簡單反射鏡、成 型反射表面或者復雜光學系統(tǒng)，比如人眼。如圖9中所示，通過利用從視
152中，生成返回或者出射光束156，來評估具有光軸153的人眼152的 光學特性，其中入射光束154的掃描由箭頭158標出，在圖9中未另外示 出掃描單元。掃描入射光束154直接地穿過第一分束器160、在眼睛152 的角膜161上的位置P。通過角膜161并且到達視網(wǎng)膜155上。返回出射 光束156反向傳遞到分束器160中，^JN"到第二分束器162中(如在156， 示)，第二分束器162 (與圖1的分束器22中一樣)將出射光束156， 的第一部分156，a引導到第一或者'近處，檢測器陣列164，將出射光束的第二部分156，b引導到第二或者'遠處，檢測器陣列166。如針對第一例子 所述，陣列164和166實現(xiàn)在兩個不同光學距離確定出射射線156的橫向 坐標，入射與出射射線154與156之間的相對角度可以根據(jù)這些坐標集來 確定，并且所iM目對角度可以作為用于生成圖1中所示類別的數(shù)據(jù)輸出 (可以被映射到角膜161的表面上)的^ftfe。因為角膜易于可視化，并在涉及到角膜重新成形的過程中，以相當可 觀的準確性確定了角膜表面在重新成形過程之前的輪廊或者外形，最好是 將眼睛152的光學特性映射到角膜161的表面上而不是視網(wǎng)膜125上。將 眼睛的屈光力映射到角膜上并結(jié)合角膜外形的確定，可以提供角膜修改以 及提供定制矯正目Mt透鏡所需的接近完整的信息。然而，眼睛的光學特征 也可以映射到視網(wǎng)膜的表面上，或者如果需要也可以映射在眼睛內(nèi)可視化 的任何其它界面上。本發(fā)明的第四示例實施例是圖10中所示儀器200，儀器200采用單 個固定檢測器陣列來輸出在距光學系統(tǒng)的兩個光學距離處的出射光束的 橫向坐標。更具體地參照圖10,在201示出系統(tǒng)的光軸，在202示出入 射光束，在204示出出射光束，在206示出透鏡(^t^征的光學系統(tǒng))， 在207示出單個檢測器陣列。與第一例子圖1中一樣，在透鏡206的表 面上掃描入射光束202,并示出在入射光束202撞擊斑點Po的時刻的入射 光束202。盡管僅使用 一個檢測器陣列，但是檢測器裝置——由虛線框209 標出——^艮復雜且將在下文加以描述。出射光束204由分束器208分成兩個部分。第一部分204a經(jīng)由第二 分束器210經(jīng)過短的光學距離直接地行進到陣列207，而第二部分204b 也經(jīng)由第二分束器210經(jīng)過更長的光學距離間接地行進到陣列207。通過 在分束器208中將光束部分204b橫向地反射到第一鏡214來實現(xiàn)光束 204b的更大光學距離，光束204b從第一lt^射到第二鏡216,第二鏡216 將光束204b ^^射回第二分束器210，最終光束204b與第一光束部分204a 一起從第二分束器210反射到陣列207。可以用多種方式避免光束部分204a與204b在陣列207的混淆，最便 利的方式是利用光學性質(zhì)、時間復用或者脈沖編碼來區(qū)分。利用光學性質(zhì) 來區(qū)分可以被實施為使用光束部分204a的路徑中的第一光學濾波器218 和光束部分204b的路徑中的第二濾波器220。濾波器218和220可以是 極化濾波器、濾色器或者強度濾波器；其選《^取決于檢測器陣列207的特 征。因此，如果陣列207對顏色敏感，則濾波器218可以是紅色濾色器，而濾波器220可以是綠色濾色器，從而陣列207可以容易地區(qū)分光束部分 204a和204b。通過將第一M或者光電遮光器222引入到光束部分204a 的路徑中而將相似遮光器224引入到光束部分204b的路徑中，可以實施 時間復用。操作遮光器222和224，以交替地阻隔光束204a和204b，使 得向陣列207交替地提供光束，這是一種時分復用形式。這要求計算機系 統(tǒng)(這里未示出)知道各時隙中存在哪個光束，這是一個本領域技術(shù)人員 能夠?qū)嵤┑膯栴}?？梢酝ㄟ^僅使用遮光器222或者224中的一個遮光器(比 如光束204a的路徑中的遮光器222)來實施脈沖編碼。以明顯比入射光 束202在透鏡206上逐斑點的掃描更快地方式來操作此遮光器，從而在入 射光束202保持于斑點Po上的時間間隔期間，來自光束204a的信號表現(xiàn) 為交流而來自光束204b的信號表現(xiàn)為直流。因此可以通過^S知電子濾波 技術(shù)容易地區(qū)分這兩個信號。儀器200的另一可選改進允許按照需要延長光束部分204b的路徑長 度，以便極大地增加儀器的靈敏度，其中被表征的光學系統(tǒng)具有非常低的 屈光力或者像差。在這種選擇中，包括鏡214和216的由框226標出的子 組件可以朝向和背離分束器208和210橫向地移動，以僅更改在^J^征的 光學系統(tǒng)[在這一情況下為透鏡206與用于光束部分204b的檢測器陣列 207之間的光學距離?？梢詳U展儀器200的這一變型以包括多于兩個的光 路長度。在重新組合數(shù)個光路長度以由單個檢測器檢測之前，可以添加更 多分光器以生成數(shù)個光路長度。也可設想使用先前例子中描述的其它變 型，比如用移動>^射鏡分光器來取代分束器208和/或210.
權(quán)利要求
1.一種表征光學系統(tǒng)的方法，包括以下步驟將入射光束引導到所述光學系統(tǒng)的光學表面上的相繼斑點上，以針對各斑點生成出射光束，確定各出射光束在距所述光學系統(tǒng)第一光學距離處的橫向位置，確定各出射光束在距所述光學系統(tǒng)第二光學距離處的橫向位置，以及通過采用所確定的所述出射光束的橫向位置來得出所述光學系統(tǒng)在所述光學表面上的各相應斑點處的屈光力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，包括以下步驟采用所確定的所述出射光束的橫向位置來計算所述出射光束在各相 應斑點的角度，以及根據(jù)計算出的所述出射光束在所述斑點的角度來得出所述光學系統(tǒng) 在各相應斑點的屈光力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中通過確定各出射光束在所述第一光學距離處的橫向空間坐標來確定 各出射光束在所述第一光學距離處的橫向位置，以及通過確定各出射光束在所述第二光學距離處的橫向空間坐標來確定 各出射光M所述第二光學距離處的橫向位置。
4. 一種用于在光學系統(tǒng)的光學表面上映射該光學系統(tǒng)屈光力的方法， 所述方法包括以下步驟使入射光束以已知入射角撞擊所述表面上的各相繼斑點以便針對各 相繼斑點生成出射光束，針對各相繼斑點，確定所述出射光束在距所述光學系統(tǒng)第一光學距離 處的第一橫向空間坐標，針對各相繼斑點，確定所述出射光^t距所述光學系統(tǒng)第二光學距離 處的第二橫向空間坐標，所述笫二光學距離大于所述笫一光學距離，以及針對各相繼斑點，通過(i) ^L據(jù)所述第一和第二坐標計算所述出射 光束的角度和(ii)將計算的所述出射光束的角度與相應入射光束在所述 斑點的入射角進行比較，來得出所述光學系統(tǒng)在所述斑點的屈光力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括以下步猓通過移動所述入射光束來使所述入射光束撞擊所迷光學表面上的各 相繼斑點。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括以下步驟通過移動所述光學表面來使所述入射光束撞擊所述光學表面上的各 相繼斑點。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟 針對所述表面上的各斑點相繼地生成單獨的入射光束。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4-7中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中 所述光學系統(tǒng)具有穿過所述光學表面的光軸，以及 在所述表面上的各斑點處，所i^射光束保持與所述光軸平行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3至8中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟經(jīng)過所述第 一光學距離將針對各斑點的所述出射光束引導到笫 一光 電檢測器陣列，使用所述第一陣列來確定所述第一空間坐標，以及經(jīng)過所述第二光學距離將針對各斑點的所述出射光束引導到第二光 電檢測器陣列，使用所述第二陣列來確定所述第二空間坐標。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3至8中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟移動光電檢測器陣列以在所述笫 一光學距離處截取所述出射光束從 而確定所述第一空間坐標，或者移動所述光電檢測器陣列以在所述第二光學距離處截取所述出射光 ^而確定所述第二空間坐標。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3至8中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟將所述出射光M各斑點導引到光電檢測器陣列，將所述光學系統(tǒng)與所述光電檢測器陣列之間的光學距離改變成等于 所述第一光學距離，以確定所述第一空間坐標，以及將所述光學系統(tǒng)與所述光電檢測器陣列之間的光學距離改變成等于所述第二光學距離，以確定所述第二空間坐標。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3至9中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下步驟將所述出射光束分成第 一部分和第二部分，經(jīng)由所述第一光學距離引導所述第一部分以允許確定所述出射光束 的所述第一橫向坐標，以及經(jīng)由所述第二光學距離引導所述第二部分以允許確定所述出射光束 的所述第二橫向坐標。
13. 相*據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包括以下步驟 還將所述出射光束分成第三部分， 經(jīng)由第三光學距離引導所述第三部分，在距所述光學系統(tǒng)第三光學距離處，確定所述出射光束的所述第三部 分的空間坐標，以及使用所述第 一 、第二和第三橫向坐標中的至少兩個橫向坐標來確定所 述出射光束在所述斑點處的出射角。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或者13所述的方法，其中通過以下方式來分割 所述出射光束使用部分反射分束器，使用移動反射器來切換所述出射光束，有差別地調(diào)制和檢測所述光束部分中的至少一個光束部分，或者有差別地改變所述光束部分中的至少一個光束部分的光學特性和有 差別地檢測所改變的光束部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括以下 步驟將所述光束部分中的至少兩個光束部分引導到公共光電檢測陣列，以及采用所述公共陣列來有差別地確定所述光束部分中的每個光束部分 在所述陣列處的相應空間坐標。
16. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述光學系統(tǒng)是眼科透鏡，所述光學表面包括所^鏡的前表面或者后表面，其中所^鏡具有外圍邊界，所述方法包括以下步驟導引所i2lA^射光束超出所i2tit鏡的所述外圍邊界，檢測所述透鏡的邊界以便允許相對于所檢測的邊界在所迷光學表面 上定位所述斑點。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中 所述光學系統(tǒng)是具有角膜和視網(wǎng)膜的眼睛， 所述光學表面包括角膜表面，以及通過所述入射光束從所述視網(wǎng)膜向后經(jīng)過所述角膜的反射或者散射 來生成所述出射光束。
18. —種用于關(guān)于光學系統(tǒng)的光學表面來表征所述光學系統(tǒng)的儀器， 包括掃描裝置，用于在所述光學表面上逐斑點地移動窄的入射光束，以針 對各斑點生成具有出射角的出射光束，檢測器裝置，被配置成在距所述光學系統(tǒng)至少兩個不同光學距離處、 針對各斑點iM^測和確定所述出射光束的橫向空間坐標，以及處理器裝置，被配置成根據(jù)所確定的橫向坐標，針對各斑點來計算所 述出射光束的所述出射角。
19. 一種被配置成表示光學系統(tǒng)屈光力在光學系統(tǒng)的光學表面上的變 化的儀器或者裝置，所述儀器或者裝置包括掃描裝置，被配置成以在各斑點處已知的入射角在所述光學表面上逐 斑點地依次地掃描窄的光束，由此生成具有出射角的來自各斑點的出射光 束，檢測器裝置，被配置成生成第一輸出和第二輸出，所述第一輸出表示 所述出射光束在距所述光學表面第 一光學距離處的第 一橫向坐標，所述第 二輸出表示所述出射光束在距所述光學表面第二光學距離處的第二橫向 坐標，以及處理器裝置，被配置成接收所述第一和第二輸出，根據(jù)所述第一和第二輸出來確定所述出射光^fc所述光學表面上的各斑點處的所述出射角， 計算在各斑點處的入射角和出射角之差，由此能夠指示屈光力在所述光學表面上的變化。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的儀器，其中所述檢測器裝置還被配置成生成第三輸出，所述第三輸出表示所述出 射光束在距所述光學表面第三光學距離處的第三坐標，所述光學距離中的 各光學距離互不相同，以及所述處理器裝置還被配置成接收所述第三輸出，和除了所述第一和第 二輸出中的至少 一個輸出之外還采用所述第三輸出來確定所述出射光束 的所述出射角。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述檢 測器裝置包括二維光電檢測器陣列，被配置成輸出入射于所述二維光電檢測器陣列 上的光束的橫向空間坐標，以及至少一個分光器，位于所述光學系統(tǒng)和所述陣列之間，被配置成截取 來自各斑點的所述出射光束，經(jīng)過所述笫一光學距離將所述出射光束的第 一部分引導到所述陣列，和經(jīng)過所述第二光學距離將所述出射光束的第二 部分引導到所述陣列。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述檢 測器裝置包括第一二維光電檢測器陣列，被配置成輸出入射于所述第一二維光電檢 測器陣列上的光束的空間坐標，所述第一陣列布置于距所述光學表面所述 第一光學距離處，第二二維光電檢測器陣列，被配置成輸出入射于所述第二二維光電檢 測器陣列上的光束的空間坐標，所述第二陣列布置于距所述光學表面所述 笫二光學距離處。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的儀器，包括至少一個分光器，位于所述光學系統(tǒng)與所述檢測器陣列中的^^檢測器 陣列之間，被配置成截取來自各斑點的所述出射光束，和將所述出射光束 的第一部分引導到所述第一陣列而將所述出射光束的第二部分引導到所 述笫二陣列。
24. 根據(jù)權(quán)利要求18-20中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述檢 測器裝置包括二維光電檢測器陣列，被配置成輸出入射于其上的光束的橫向空間坐 標，所述陣列是可移動的以在距所述光學表面所述第一光學距離處截取所 述出射光束的至少一部分和/或在距所述光學表面所述第二光學距離處截 取所述出射光束的至少 一部分。
25. 根據(jù)權(quán)利要求18-24中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中 所述光學系統(tǒng)包括具有主光學表面、光軸和外圍邊界的眼科透鏡， 所述光學表面包括所述主表面的至少 一部分，所述掃描裝置被配置成在所述光學表面上掃描所述入射光束而保持 所述光束與所述光軸平行，所述掃描裝置被配置成將所述光束掃過所述透鏡的所述外圍邊界，以及所述處理器裝置被配置成識別所述透鏡的所述外圍邊界和指示屈光 力在所述邊界內(nèi)的所述光學表面上的變化。
26. 根據(jù)權(quán)利要求18-24中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述光學系統(tǒng)包括具有主光學表面、光軸和外圍邊界的眼科透鏡，所述掃描裝置被配置成將所述入射光束引導到所述光學表面上和以 受控方式移動所迷透鏡以在所述光學表面上逐斑點地有效地掃描所述入 射光束。
27. 根據(jù)權(quán)利要求18-23中的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述光學系統(tǒng)包括具有角膜和視網(wǎng)膜的眼睛，所述光學表面包括所述 角膜的至少一部分，所述掃描裝置被布置成通過所述角膜將所述入射光束引導到所述眼 睛中，從而所述出射光"所述視網(wǎng)膜向后經(jīng)過所述角膜反射或者向后散 射，以及所述檢測器裝置包括被定位成使所述入射光束沿著入射路徑穿過的 分光器，所述分光器被配置成截取所述出射光束并使之偏離所述入射路 徑。
全文摘要
一種用于表征光學系統(tǒng)如透鏡、其它光學器件或者人眼在光學系統(tǒng)的光學表面上的光學性質(zhì)的儀器和方法。在一個例子[圖1]中，在透鏡(12)的表面上掃描入射光束(16)以生成出射光束(20)，出射光束(20)由分束器(22)分成兩個部分(20a和20b)，這兩個部分被引導到位于距透鏡(12)不同光學距離處的相應二維檢測器陣列(24和26)。檢測器陣列(24和26)輸出相應出射光束部分(20a和20b)的入射點的橫向坐標，從而可以準確地確定出射光束(20)關(guān)于光軸(14)或者入射光束(16)的角度。確定出射光束的角度在透鏡表面上的變化允許在透鏡的表面上表征和映射透鏡的許多重要光學特性。公開了所述儀器和方法的許多新穎變型。
文檔編號A61B3/103GK101646382SQ200880005089
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者亞瑟·霍, 克勞斯·埃爾曼 申請人:眼科研究所有限公司