檢眼鏡中的改進(jìn)以及與檢眼鏡相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】提供了一種用于掃描眼睛的視網(wǎng)膜的掃描激光檢眼鏡，包括：發(fā)射光束的光源，掃描中繼元件，其中光源和掃描中繼元件提供從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源傳遞至眼睛的視網(wǎng)膜的光束的二維掃描，以及靜態(tài)偏差校正元件(30)，其中靜態(tài)偏差校正元件的形狀被限定為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，靜態(tài)偏差校正元件在檢眼鏡中的位置被選擇為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，該位置保持了光束的從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源至眼睛的視網(wǎng)膜的傳遞。本發(fā)明還提供偏差校正元件以及測(cè)定偏差校正元件的形狀的方法。
【專利說明】
檢眼鏡中的改進(jìn)以及與檢眼鏡相關(guān)的改進(jìn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢眼鏡中的改進(jìn)以及與檢眼鏡相關(guān)的改進(jìn)，具體涉及用于對(duì)檢眼鏡系統(tǒng)所引入圖像中的偏差的校正。

【背景技術(shù)】
[0002]檢眼鏡通常包括用于將來自光源的光引導(dǎo)至與檢眼鏡的物面對(duì)齊的對(duì)象視網(wǎng)膜的一部分、并且用于在檢測(cè)器中采集從對(duì)象視網(wǎng)膜的該部分反射的光的系統(tǒng)。大量光學(xué)元件和掃描元件(統(tǒng)稱為掃描中繼元件)被共同地用于對(duì)光進(jìn)行引導(dǎo)和采集，而且采集到的光被用來形成對(duì)象視網(wǎng)膜的該部分的圖像。由于掃描中繼元件的光學(xué)特性，尤其在與廣視場(chǎng)掃描中繼元件相關(guān)時(shí)，檢眼鏡系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)偏差。為此，視網(wǎng)膜空間信息可能丟失或者以比理論上可行的保真度低的保真度得到記錄。尤其地，在檢眼鏡產(chǎn)生的圖像的邊緣部分可以看到模糊和變暗，使得圖像質(zhì)量更加不盡如人意。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于掃描眼睛的視網(wǎng)膜的掃描激光檢眼鏡，包括:
[0004]發(fā)射光束的光源，
[0005]掃描中繼元件，
[0006]其中光源和掃描中繼元件提供從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源傳遞至眼睛的視網(wǎng)膜的光束的二維掃描，以及
[0007]靜態(tài)偏差校正元件，靜態(tài)偏差校正元件的形狀被限定為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，靜態(tài)偏差校正元件在檢眼鏡中的位置被選擇為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，該位置保持了光束的從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源至眼睛的視網(wǎng)膜的傳遞。
[0008]靜態(tài)偏差校正元件的形狀可被限定為具有沿元件的主軸和次軸空間變化的深度。靜態(tài)偏差校正元件的深度可由至少一個(gè)預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)限定。預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)可包括至少一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)。預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)可包括多項(xiàng)式函數(shù)的組合。預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)可包括:

N
[0009]S{xry} = ^ ajPt(x,y)


i
[0010]其中N是級(jí)中的多項(xiàng)式系數(shù)的數(shù)量，Bi是多項(xiàng)式項(xiàng)Pi的系數(shù)第i個(gè)，多項(xiàng)式是X和I中的冪級(jí)數(shù)，而且第一項(xiàng)是X，隨后是I,隨后是x*x，x*y，y*y等。
[0011]靜態(tài)偏差校正元件可具有沿元件主軸的介于幾微米至幾百微米之間的深度。靜態(tài)偏差校正元件可具有沿元件主軸的介于幾微米至幾百微米之間(例如130微米)的最大峰谷深度。靜態(tài)偏差校正元件可具有沿元件次軸的介于幾微米至幾十微米之間的深度，例如50微米。靜態(tài)偏差校正元件可具有毫米級(jí)的寬度，例如1.5mm。靜態(tài)偏差校正元件可具有毫米級(jí)的長(zhǎng)度，例如12mm。
[0012]靜態(tài)偏差校正元件在檢眼鏡中的位置可被選擇成使得靜態(tài)偏差校正元件的主軸實(shí)質(zhì)上平行于掃描中繼元件的掃描補(bǔ)償元件的主軸。靜態(tài)偏差校正元件的位置可介于掃描中繼元件的掃描補(bǔ)償元件和第一掃描元件之間。靜態(tài)偏差校正元件的位置可靠近第一掃描元件。靜態(tài)偏差校正元件的位置可鄰接第一掃描元件。靜態(tài)偏差校正元件可附接至第一掃描元件。靜態(tài)偏差校正元件可附接至或者代替了布置在第一掃描元件上的窗口。
[0013]靜態(tài)偏差校正元件的定位具有很多優(yōu)點(diǎn)。靜態(tài)偏差校正元件的位置光束的從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源至眼睛的視網(wǎng)膜的傳遞?？蓪㈧o態(tài)偏差校正元件放置在空間地解析第一掃描元件產(chǎn)生的光束掃描的平面上。附接靜態(tài)偏差校正元件至第一掃描元件的窗口或者利用靜態(tài)偏差校正兀件替換第一掃描兀件的窗口，可避免在檢眼鏡中引入附加的光學(xué)表面，光學(xué)表面會(huì)導(dǎo)致在檢眼鏡中的破壞性的反向散射或重要的光學(xué)損失。靜態(tài)偏差校正元件的定位(至少靠近第一掃描元件，尤其是在廣視場(chǎng)檢眼鏡中)降低了偏差元件接收的光束掃描的空間程度，因此降低了偏差元件所要求的空間尺寸。
[0014]靜態(tài)偏差校正元件可修改光束的相位以提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正。靜態(tài)偏差校正元件可將元件的一個(gè)或多個(gè)相位特征強(qiáng)加在光束的相位上以提供偏差校正。靜態(tài)偏差校正元件可利用作為元件的沿元件的主軸和次軸空間變化的深度的結(jié)果的一個(gè)或多個(gè)相位特征。
[0015]靜態(tài)偏差校正元件可包括透射式相位掩模，其通過光束的折射修改光束的相位。透射式相位掩?？砂ü鈱W(xué)玻璃，其具有從電磁頻譜的可見部分延伸至近紅外部分的光譜透射。
[0016]靜態(tài)偏差校正元件和掃描中繼元件在眼睛瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源處提供了基本準(zhǔn)直的沒有偏差的光束。眼睛聚集光束以便在眼睛視網(wǎng)膜的基本上所有掃描點(diǎn)處提供聚焦的光束斑。其可具有幾微米或幾十微米(例如20微米或更小)的直徑。靜態(tài)偏差校正元件和掃描中繼元件可將光束聚焦至視網(wǎng)膜處的結(jié)構(gòu)照明的多個(gè)斑上以便在檢眼鏡的圖像中對(duì)視網(wǎng)膜空間信息進(jìn)行編碼。
[0017]本發(fā)明的掃描激光檢眼鏡提供了用于補(bǔ)償掃描中繼元件中的至少一些的偏差同時(shí)保持光束從眼睛瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源至眼睛視網(wǎng)膜的傳遞的裝置。這就在眼睛瞳孔點(diǎn)(其在眼睛視網(wǎng)膜的基本上所有掃描點(diǎn)處聚集至光束斑)處的表面點(diǎn)源處提供了基本準(zhǔn)直的沒有偏差的光束，這將導(dǎo)致能夠在檢眼鏡的視網(wǎng)膜圖像的基本所有部分保持期望的空間信息。掃描激光檢眼鏡可包括廣視場(chǎng)或超廣視場(chǎng)檢眼鏡。
[0018]本發(fā)明的掃描激光檢眼鏡可進(jìn)一步提供補(bǔ)償眼睛偏差的裝置。偏差校正元件的形狀可被限定為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正以及對(duì)眼睛的偏差的校正。偏差校正元件的形狀可被限定為具有沿元件主軸和次軸空間變化的深度以提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些以及眼睛的偏差的校正。眼睛可以是參考多個(gè)真實(shí)眼睛定義的正常眼睛。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于根據(jù)本發(fā)明的第一方面的檢眼鏡的偏差校正元件。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于限定用于根據(jù)本發(fā)明的第一方面的檢眼鏡的偏差校正元件的形狀的方法，包括:
[0021](i)構(gòu)建對(duì)包括檢眼鏡的系統(tǒng)的光學(xué)描述，
[0022](?)使得多個(gè)射線通過系統(tǒng)，
[0023](iii)確定射線通過系統(tǒng)的路徑，
[0024](iv)利用射線的路徑來將檢眼鏡的掃描中繼元件中的至少一些的偏差測(cè)量為角度的函數(shù)，以及
[0025](V)利用偏差測(cè)量來確定限定了偏差校正元件的形狀的數(shù)學(xué)函數(shù)。
[0026]限定的偏差校正元件的形狀可包括沿主軸和次軸空間變化的元件深度。
[0027]方法可進(jìn)一步提供對(duì)眼睛偏差的補(bǔ)償。方法可包括:
[0028](i)構(gòu)建對(duì)包括檢眼鏡和正常眼睛的系統(tǒng)的光學(xué)描述，
[0029](ii)使得多個(gè)射線通過系統(tǒng)以多個(gè)角度撞擊在正常眼睛的表面上，
[0030](iii)確定射線通過系統(tǒng)的路徑，
[0031](iv)利用射線的路徑來將檢眼鏡和正常眼睛的掃描中繼元件中的至少一些的偏差測(cè)量為角度的函數(shù)，以及
[0032](V)利用偏差測(cè)量來確定限定了偏差校正元件的形狀的數(shù)學(xué)函數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]現(xiàn)在將參考附圖僅僅通過實(shí)例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0034]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一方面的檢眼鏡的示意表示；
[0035]圖2是用于圖1的檢眼鏡的根據(jù)本發(fā)明第二方面的偏差校正元件的示意表示；
[0036]圖3是附接至掃描元件的圖2的偏差校正元件的示意表示，以及
[0037]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第三方面的方法的步驟的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]參見圖1,檢眼鏡10包括發(fā)射光束13的光源12、掃描中繼兀件(包括第一掃描兀件14、第二掃描元件16、掃描補(bǔ)償元件18和掃描傳遞元件20)。第一掃描元件14包括旋轉(zhuǎn)多邊形鏡，第二掃描元件16包括振蕩平面鏡。掃描補(bǔ)償元件18包括橢球面鏡，掃描傳遞元件20包括非球面鏡。檢眼鏡10還包括偏差校正元件(未示出)。
[0039]光源12將入射光束13引導(dǎo)至第一掃描元件14。這就產(chǎn)生了第一垂直維度上的光束掃描(如射線A, B和C所不)。入射光束撞擊在掃描補(bǔ)償兀件18上并從其反射至第二掃描兀件16。這就產(chǎn)生了入射光束在第二水平維度上的掃描。入射光束隨后撞擊在具有兩個(gè)焦點(diǎn)的掃描傳遞元件20上，第二掃描元件16被布置在第一焦點(diǎn)處，對(duì)象的眼睛22被布置在第二焦點(diǎn)處。撞擊在掃描傳遞元件20上的來自第二掃描元件16的入射光束將被引導(dǎo)至眼睛22，并且將通過眼睛的瞳孔而且將撞擊在眼睛視網(wǎng)膜的一部分上。光源12和檢眼鏡10的掃描中繼元件組合以在眼睛瞳孔點(diǎn)處提供來自表面點(diǎn)源的入射光束13的二維掃描并將入射光束的二維掃描從表面點(diǎn)源傳遞至眼睛視網(wǎng)膜。當(dāng)在視網(wǎng)膜上掃描入射光束時(shí)，其將從中反射以產(chǎn)生反射光束，反射光束通過檢眼鏡10的元件傳遞回去并被一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(未示出)接收。為了獲取對(duì)象的眼睛22的視網(wǎng)膜的一部分的圖像，在彼此垂直操作的第一和第二掃描兀件14,16提供的光柵掃描模式下在視網(wǎng)膜部分上掃描來自光源12的入射光束，反射光束被一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器接收。來自檢測(cè)器的測(cè)量的時(shí)間序列被用來形成視網(wǎng)膜的數(shù)字圖像。
[0040]檢眼鏡的掃描中繼元件中的至少一些將在檢眼鏡10獲取的圖像中引入偏差。例如，偏差通過掃描補(bǔ)償元件18和掃描傳遞元件20引入入射光束13。該偏差主要是一階聚焦偏差而且根據(jù)光束角度變化。在其通過檢眼鏡10時(shí)，入射光束13還將與檢眼鏡中布置的偏差校正元件相互作用。其在檢眼鏡中定型并定位以提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些(尤其是掃描補(bǔ)償元件18和掃描傳遞元件20)的偏差的校正，同時(shí)保持將光束13從眼睛瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源傳遞至眼睛22的視網(wǎng)膜。
[0041]圖2圖示出用于圖1的檢眼鏡的靜態(tài)偏差校正元件。靜態(tài)偏差校正元件包括透射式相位掩模30。透射式相位掩模30的形狀基本上為矩形，具有沿其長(zhǎng)度(y方向)的主軸以及沿其寬度(X方向)的次軸。透射式相位掩模30的形狀被限定為具有沿掩模的主軸和次軸空間變化的深度。透射式相位掩模30的深度由至少一個(gè)預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)限定，包括:

【權(quán)利要求】
1.一種用于掃描眼睛的視網(wǎng)膜的掃描激光檢眼鏡，包括: 發(fā)射光束的光源， 掃描中繼兀件， 其中光源和掃描中繼元件提供從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源傳遞至眼睛的視網(wǎng)膜的光束的二維掃描，以及 靜態(tài)偏差校正元件，靜態(tài)偏差校正元件的形狀被限定為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，靜態(tài)偏差校正元件在檢眼鏡中的位置被選擇為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正，該位置保持了光束的從眼睛的瞳孔點(diǎn)處的表面點(diǎn)源至眼睛的視網(wǎng)膜的傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件的形狀被限定為具有沿元件的主軸和次軸空間變化的深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件的深度由至少一個(gè)預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)限定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的掃描激光檢眼鏡，其中預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)包括至少一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掃描激光檢眼鏡，其中預(yù)定數(shù)學(xué)函數(shù)包括:
其中N是級(jí)中的多項(xiàng)式系數(shù)的數(shù)量，Bi是多項(xiàng)式項(xiàng)Pi的系數(shù)第i個(gè)，多項(xiàng)式是X和y中的冪級(jí)數(shù)，而且第一項(xiàng)是X，隨后是1，隨后是X*X，X*y，y*y等。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件在檢眼鏡中的位置被選擇成使得靜態(tài)偏差校正元件的主軸實(shí)質(zhì)上平行于掃描中繼元件的掃描補(bǔ)償元件的主軸。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件的位置介于掃描中繼元件的掃描補(bǔ)償元件和第一掃描元件之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件附接至或者代替了布置在第一掃描兀件上的窗口。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正兀件修改光束的相位以提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的掃描激光檢眼鏡,其中靜態(tài)偏差校正兀件將兀件的一個(gè)或多個(gè)相位特征強(qiáng)加在光束的相位上以提供偏差校正。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件利用作為元件的沿元件的主軸和次軸空間變化的深度的結(jié)果的一個(gè)或多個(gè)相位特征，以提供偏差校正。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的掃描激光檢眼鏡，其中靜態(tài)偏差校正元件包括透射式相位掩模，其通過光束的折射修改光束的相位。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的掃描激光檢眼鏡，其中偏差校正元件的形狀被限定為提供對(duì)掃描中繼元件中的至少一些的偏差的校正以及對(duì)眼睛的偏差的校正。
14.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的檢眼鏡的偏差校正元件。
15.一種限定用于根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的檢眼鏡的偏差校正元件的形狀的方法，包括: (i)構(gòu)建對(duì)包括檢眼鏡的系統(tǒng)的光學(xué)描述， (?)使得多個(gè)射線通過系統(tǒng)， (iii)確定射線通過系統(tǒng)的路徑， (iv)利用射線的路徑來將檢眼鏡的掃描中繼元件中的至少一些的偏差測(cè)量為角度的函數(shù)，以及 (v)利用偏差測(cè)量來確定限定了偏差校正元件的形狀的數(shù)學(xué)函數(shù)。
【文檔編號(hào)】A61B3/12GK104127167SQ201410185233
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】G·穆約, D·斯旺 申請(qǐng)人:光電子有限公司