測量光束在待測眼睛的視網膜上形成的光斑進行成像(即接收從待測眼睛的視網膜出射的光線并成像),以獲得光斑圖像,處理器3通過分析光斑圖像就可以獲得待測眼睛的屈光狀態(tài)等光學參數(shù)。
[0032]具體來說,由于每個虛擬光源點的位置及虛擬光源點到待測眼睛的光路都是能夠確定的,因此,可以根據一組或多組虛擬光源點和與之對應的光斑圖像,通過現(xiàn)有的光學分析方式來獲取眼睛的光學參數(shù)。
[0033]例如,可以將模擬眼作為被測眼睛,光束發(fā)生裝置發(fā)出的測量光束和光斑圖像的相關特征(如強度、亮度、形狀等)作為輸入,模擬眼設定的光學參數(shù)(如屈光度、像差等)為輸出,進行機器學習訓練,得到訓練模型?;诘玫降挠柧毮P?,處理器就可以將本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備中的光束發(fā)生裝置發(fā)出的測量光束和光學成像裝置所成的光斑圖像的相應特征作為輸入,從而可以得到待測眼睛的光學參數(shù)。當然,還有其它確定待測眼睛的光學參數(shù)的方法,此處不再贅述。
[0034]另外,本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備還可以包括光束調節(jié)裝置(圖中未示出)。
[0035]光束調節(jié)裝置可以控制光束發(fā)生裝置,以改變至少一個虛擬光源點的位置。例如,光束調節(jié)裝置可以通過調節(jié)光束發(fā)生裝置的位置或發(fā)光特性,以改變虛擬光源點的位置,也可以通過改變光束發(fā)生裝置發(fā)出的測量光束的光路,以改變虛擬光源點的位置。
[0036]隨著虛擬光源點的位置發(fā)生變化,在光學成像裝置上形成的與位置發(fā)生變化的虛擬光源點所對應的光斑圖像也會發(fā)生一定的變化(如光斑的亮度、清晰度、位置等)。所以,對于包括光束調節(jié)裝置的眼睛光學參數(shù)檢測設備來說,處理器還可以基于光學成像裝置所成的光斑圖像隨著虛擬光源點的位置變化而發(fā)生的變化來獲得待測眼睛的光學參數(shù)。
[0037]具體來說,處理器可以基于光斑圖像隨著虛擬光源點的位置變化而發(fā)生的強度/亮度/清晰度變化獲得待測眼睛的光學參數(shù)。其原理在于,當從虛擬光源點發(fā)出的光束(即形成虛擬光源點的測量光束)入射到待測眼睛后,在眼睛的調節(jié)下,如果能夠在視網膜上聚焦,那么在視網膜上形成的光斑比較清晰,且強度較強,如果不能在視網膜上聚焦,那么在視網膜上形成的光斑比較模糊、強度較弱。因此,通過確定使光斑圖像最清晰或強度最高的虛擬光源點的位置,就可以獲得待測眼睛此時的屈光狀態(tài),即待測眼睛為看清該虛擬光源點所付出的調節(jié)力。
[0038]另外,在使用光束調節(jié)裝置改變一個或多個虛擬光源點的位置時,與位置發(fā)生變化的虛擬光源點所對應的光斑圖像的位置也會發(fā)生一定的變化,所以,對于包括光束調節(jié)裝置的眼睛光學參數(shù)檢測設備來說,處理器也可以根據至少一個虛擬光源點和與其對應的光斑圖像的運動關系,獲得待測眼睛的光學參數(shù)。
[0039]具體地說,當光斑圖像的位置變化與虛擬光源點的位置變化方向一致的時候,我們稱之為順動,當光斑圖像的位置變化與虛擬光源點的位置變化方向不一致的時候,我們稱之為逆動,當虛擬光源點的位置發(fā)生變化,與其對應的光斑圖像的位置不變時,我們稱之為中和。根據虛擬光源點的位置發(fā)生變化時,所對應的光斑圖像所發(fā)生的順動、逆動或中和的現(xiàn)象,我們就可以確定待測眼睛的光學參數(shù)。簡單地說,當改變虛擬光源點的位置時,對應的光斑圖像的位置不變時,該虛擬光源點所在的位置就是待測眼睛所能看清的位置,基于該虛擬光源點到待測眼睛之間的垂直距離,就可以獲得待測眼睛的屈光狀態(tài),或者說就可以獲得此時待測眼睛為看清該虛擬光源點所付出的調節(jié)力。
[0040]進一步地,光束發(fā)生裝置可以被配置為產生多束指向待測眼睛的測量光束,這些測量光束或其反向延長線相交于多個虛擬光源點,不同的虛擬光源點到待測眼睛的角膜定點的垂直距離不同。此時,光束調節(jié)裝置通過調節(jié)光束發(fā)生裝置,可以改變多個虛擬光源點到待測眼睛所在的光軸的垂直距離。在光束調節(jié)裝置的調節(jié)過程中,如果光學成像裝置所成的多個光斑圖像中存在位置不發(fā)生變化的光斑圖像,就可以根據該光斑圖像所對應的虛擬光源點,確定待測眼睛的屈光狀態(tài)。這樣,通過較少次的調節(jié),就可以獲得待測眼睛的屈光狀態(tài)。
[0041]另外,基于本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備,還可以獲取待測眼睛的像差(近視、遠視、散光等)。
[0042]例如,光束發(fā)生裝置可以被配置為產生多束指向待測眼睛的測量光束,這些測量光束的延長線或反向延長線相交于多個虛擬光源點,形成不同虛擬光源點的測量光束指向待測眼睛的不同區(qū)域,處理器可以基于不同的虛擬光源點和與之對應的光斑圖像確定形成不同虛擬光源點的測量光束指向待測眼睛的不同區(qū)域的屈光度,由此可以獲得待測眼睛的像差數(shù)據,對像差數(shù)據使用zernike函數(shù)進行展開擬合,可以從zernike函數(shù)各項系數(shù)中讀取低階像差的度數(shù),就可以從中獲取待測眼睛的離焦參數(shù),如近視、遠視以及散光等。
[0043]以上結合圖1詳細敘述了本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備的基本構成和檢測原理,下面就本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備的具體結構做進一步說明。
[0044]由圖1及相關敘述可知,本發(fā)明的眼睛光學參數(shù)檢測設備主要包括光束發(fā)生裝置、光學成像裝置以及處理器(還可以包括光束調節(jié)裝置)。
[0045]其中,光學成像裝置主要用來接收從待測眼睛的視網膜發(fā)出的光束,因此,光學成像裝置可以采用感光部件,如光敏電阻、光電二極管、CCD、CM0S等。其中,為了可以在接收從待測眼睛的視網膜發(fā)出的光束的同時,不影響光束發(fā)生裝置所發(fā)出的測量光束入射到待測眼睛,可以在光束發(fā)生裝置和待測眼睛之間放置一個半反半透鏡4(圖1所示),此時,光學成像裝置2可以設置在半反半透鏡4的反射面的那一側。另外,在測量光束入射到待測眼睛后,從待測眼睛的角膜處也會反射一部分的光線,因此,可以在半反半透鏡上調整偏振面的角度,將從待測眼睛的角膜反射的光過濾,并保留來自視網膜的光。由于從視網膜反射的光的強度較低,不利于后期處理,因此,我們可以采用現(xiàn)有技術(例如MI T的VideoMagnificat1n技術),將來自視網膜的光加強。
[0046]光束發(fā)生裝置用來產生指向待測眼睛的可以交于一個或多個虛擬光源點的測量光束,并且,通過圖1及相關敘述可知,為了能夠快速確定待測眼睛的屈光狀態(tài),需要使用光束調節(jié)裝置改變光束發(fā)生裝置所產生的測量光束的交點位置(即虛擬光源點的位置)。
[0047]因此,如圖2所示,本發(fā)明的光束發(fā)生裝置可以由顯示器1-1和空間光調制器1-2構成。
[0048]顯示器1-1包括多個顯示像素,每個顯示像素的光強能夠被調節(jié),從而在顯示器上形成預定的光強分布,空間光調制器1-2上各個位置的透射率或反射率能夠被調節(jié),從而在空間光調制器1-2上形成預定的透射率分布或反射率分布??臻g光調制器1-2用來對從顯示器1-1上的像素發(fā)出的光進行調制,其調制機理為,空間光調制器1-2可以通過改變其上各個位置的透射率或反射率對入射到其上的光線的強度進行調制,因此空間光調制器1-2可以采用透射式液晶屏,還可以采用LCoS、DMD等反射式液晶屏,調制的目的是使得從空間光調制器出射的光的延長線或反向延長線交于空間中多個虛擬光源點。
[0049]其中,顯示器1-1可以是手機屏、電腦屏、電視屏等各種液晶屏,并且對本發(fā)明而言,顯示器1-1上的光強分布主要指的是顯示器1-1上的顯示像素被點亮的情況,至于被點亮的顯示像素的亮度大小,并不重要(只要保證能夠被人眼觀測到即可)。
[0050]如圖2所示,以空間光調制器為透射式結構為例,圖中顯示器1-1上陰影部分表示該部分的像素具有一定的光強,空間光調制器1-2上的陰影部分表示具有一定的透射率,由圖可知,從顯示器1-1上的多個像素發(fā)出的光經過空間光調制器1-2后出射的光線的反向延長線交于兩個虛擬光源點Pl、P2。
[0051]在光束發(fā)生裝置采用由顯示器和空間光調制器組成的結構時,光束調節(jié)裝置通過調節(jié)顯示器上的光強分布或調節(jié)空間光調制器上的透射率分布或反射率分布或同時調節(jié)顯示器上的光強分布和空間光調制器上的透射率分布或反射率分布,就可以改變虛擬光源點的位置。
[0052]下面以圖2所示的結構的光束發(fā)生裝置為例,簡要說明計算待測眼睛的屈光狀態(tài)的一種方式。
[0053]如圖3所示,顯示器1-1與空間光調制器1-2之間的距離f和空間光調制器1-2到待測眼睛的角膜頂點之間的距離t可通過測量獲得,根據