眼科裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供眼科裝置。該眼科裝置包括：投射光學(xué)系統(tǒng)，被配置為將光束投射到被檢眼上；分光構(gòu)件，被配置為針對(duì)來(lái)自被檢眼的光束形成劃分光路；以及成像光學(xué)系統(tǒng)，被配置為經(jīng)由分光構(gòu)件接收來(lái)自被檢眼的光束，成像光學(xué)系統(tǒng)包括具有減小由分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】眼科裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及獲得被檢眼的固有信息(例如眼屈光力、角膜形狀和眼底圖像)或者對(duì)準(zhǔn)信息的眼科裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為眼科裝置，傳統(tǒng)上已知眼屈光力測(cè)量裝置，該裝置在被檢眼的眼底上投射指標(biāo)(index)，然后基于反射的眼底圖像測(cè)量被檢眼的球面屈光力、散光屈光力和散光軸向角。通常，眼屈光力測(cè)量裝置在被檢眼的眼底上投射指標(biāo)，在該裝置中的二維傳感器上形成并檢測(cè)來(lái)自眼底的反射光作為環(huán)形圖像，然后計(jì)算并輸出環(huán)形圖像的半徑作為球面屈光力，并且計(jì)算并輸出環(huán)形圖像的畸變(distortion)作為散光屈光力。
[0003]近年來(lái)，眼屈光力測(cè)量裝置中的光學(xué)系統(tǒng)隨著裝置的尺寸減小而變得復(fù)雜。組合或者分割多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，并且在裝置中共享被檢者側(cè)的物鏡出射端的光學(xué)系統(tǒng)變得常見(jiàn)。
[0004]眼屈光力測(cè)量裝置中的眼屈光力測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)之外的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的示例如下。前眼(anterior eye)觀察光學(xué)系統(tǒng)用于選擇并確認(rèn)測(cè)量范圍。對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)用于對(duì)準(zhǔn)裝置和被檢眼。固視目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)使用裝置中的指標(biāo)來(lái)引導(dǎo)被檢眼的固視和聚焦?fàn)顟B(tài)。此外，依據(jù)產(chǎn)品配置，存在用于測(cè)量角膜形狀的角膜形狀測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)。
[0005]在日本特許第3927873號(hào)公報(bào)中討論的眼科裝置包括布置在物鏡出射端附近的、用作光接收系統(tǒng)中的分光(beam splitting)構(gòu)件并用作光投射系統(tǒng)中的合光(beamcombining)構(gòu)件的二向色鏡。該二向色鏡透過(guò)用于透射光學(xué)系統(tǒng)的波長(zhǎng)，并反射用于反射光學(xué)系統(tǒng)的波長(zhǎng)，并且在裝置中共享物鏡出射端的光學(xué)系統(tǒng)。眼屈光力測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)用作透射光學(xué)系統(tǒng)。觀察光學(xué)系統(tǒng)、固視目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)和角膜形狀測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)用作反射光學(xué)系統(tǒng)。
[0006]用來(lái)透射或者反射波長(zhǎng)的二向色鏡通常是具有幾毫米的厚度的平行板玻璃。二向色鏡以相對(duì)于光軸傾斜約45度的方式布置在測(cè)量光路(即，接收來(lái)自眼底的反射光的光接收系統(tǒng)的光路)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供減小由光接收系統(tǒng)中的諸如二向色鏡的分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的眼科裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種眼科裝置，其包括:投射光學(xué)系統(tǒng)，被配置為將光束投射到被檢眼上；分光構(gòu)件，被配置為針對(duì)來(lái)自所述被檢眼的光束形成劃分光路；以及成像光學(xué)系統(tǒng)，被配置為經(jīng)由所述分光構(gòu)件接收來(lái)自所述被檢眼的光束，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括具有減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。
[0009]通過(guò)以下 參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的眼屈光力測(cè)量裝置的測(cè)量單元中的光學(xué)系統(tǒng)的配置。
[0011]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的眼屈光力測(cè)量裝置的外部視圖。
[0012]圖3A和3B涉及根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的由二向色鏡產(chǎn)生的散光，其分別示出了來(lái)自眼底的反射光在垂直方向(即X方向)上的主光線(xiàn)光路和來(lái)自眼底的反射光在水平方向(即I方向)上的主光線(xiàn)光路。
[0013]圖4A和4B涉及根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的散光對(duì)環(huán)形圖像的影響，其分別示出了由無(wú)散光光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)形圖像和由散光光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)形圖像。
[0014]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的由于物鏡傾斜而產(chǎn)生的散光。
[0015]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的相互抵消的由二向色鏡產(chǎn)生的散光和由于物鏡傾斜而產(chǎn)生的散光。
[0016]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的散光校正效果。
[0017]圖8A和SB分別示出了 當(dāng)物鏡不傾斜時(shí)不作為重影出現(xiàn)的表面反射光和當(dāng)物鏡傾斜時(shí)作為重影出現(xiàn)的表面反射光。
[0018]圖9示出了當(dāng)物鏡傾斜時(shí)作為重影出現(xiàn)并且進(jìn)入環(huán)形圖像的表面反射光。
[0019]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的當(dāng)物鏡傾斜時(shí)防止表面反射光作為重影出現(xiàn)的光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置。
[0020]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的當(dāng)物鏡傾斜時(shí)防止表面反射光作為重影出現(xiàn)的光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。
[0022]由于以相對(duì)于光軸傾斜近似45度的方式布置二向色鏡，而產(chǎn)生散光(參照?qǐng)D3A和3B)。更具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)二向色鏡在X-Z平面上相對(duì)于光軸傾斜時(shí)，X-Z平面上的焦距比Y-Z平面上的焦距長(zhǎng)。在X-Z平面和Y-Z平面之間出現(xiàn)成像位置的差異。其結(jié)果是，產(chǎn)生散光。眼屈光力測(cè)量中的環(huán)形圖像的狀態(tài)(例如形狀)由于產(chǎn)生的散光而改變(參照?qǐng)D4B)。
[0023]根據(jù)本示例性實(shí)施例，在光接收系統(tǒng)中布置具有減小由二向色鏡(分光構(gòu)件的示例)產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。其結(jié)果是，能夠減小由諸如二向色鏡的分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光。
[0024]圖2是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的眼科裝置的眼屈光力測(cè)量裝置的配置的示意圖。框架102相對(duì)于基體100沿水平方向(下文中稱(chēng)為X軸方向)可移動(dòng)。X軸方向上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定在基體100上的X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)103、連接到電機(jī)輸出軸的給送螺絲(未示出)和固定到在給送螺絲上沿X軸方向可移動(dòng)的框架102的螺母(未示出)?？蚣?02通過(guò)電機(jī)103的旋轉(zhuǎn)在X軸方向上經(jīng)由給送螺絲和螺母移動(dòng)。
[0025]框架106相對(duì)于框架102沿垂直方向(下文中稱(chēng)為Y軸方向)可移動(dòng)。Y軸方向上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定在框架102上的Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)104、連接到電機(jī)輸出軸的給送螺絲105和固定到在給送螺絲105上沿Y軸方向可移動(dòng)的框架106的螺母114?？蚣?06通過(guò)電機(jī)104的旋轉(zhuǎn)在Y軸方向上經(jīng)由給送螺絲105和螺母114移動(dòng)。
[0026]框架107相對(duì)于框架106沿前/后方向(下文中稱(chēng)為Z軸方向)可移動(dòng)。Z軸方向上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定在框架107上的Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)108、連接到電機(jī)輸出軸的給送螺絲109和固定到在給送螺絲109上沿Z軸方向可移動(dòng)的框架106的螺母115。
[0027]框架107通過(guò)電機(jī)108的旋轉(zhuǎn)在Z軸方向上經(jīng)由給送螺絲109和螺母115移動(dòng)。作為固有信息獲取單元的測(cè)量眼屈光力的測(cè)量單元110固定在框架107上。
[0028]在測(cè)量單元110的被檢者側(cè)端布置有用來(lái)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的光源(未示出)和用于測(cè)量角膜曲率的光源單元111。
[0029]此外，在框架100上布置有作為用于將測(cè)量單元110與被檢眼對(duì)準(zhǔn)的操作構(gòu)件的操縱桿101。為了進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，操作者使操縱桿101在水平方向(即X方向)和前/后方向(即z方向)上傾斜，以在各個(gè)方向上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。此外，操作者旋轉(zhuǎn)操縱桿101，以在垂直方向(即y方向)上進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。
[0030]當(dāng)要測(cè)量屈光力時(shí)，被檢者將下頜放在下頜支座112上，并且將前額壓靠固定在框架100上的臉支持框架(未示出)的前額支持部分。由此能夠固定被檢眼的位置。此外，下頜支座驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)113能夠根據(jù)被檢者的臉的大小沿Y軸方向調(diào)節(jié)下頜支座112。
[0031]在測(cè)量單元110的操作者側(cè)端布置有作為用于觀察被檢眼的顯示構(gòu)件的液晶顯示(IXD)監(jiān)視器116。IXD監(jiān)視器116能夠顯示測(cè)量結(jié)果。
[0032]圖1示出了示出測(cè)量單元110中的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖。參照?qǐng)D1，第一光學(xué)系統(tǒng)的光路01從眼屈光力測(cè)量光源201導(dǎo)向被檢眼E。在光路01上依次布置有透鏡202、基本與被檢眼E的瞳孔Ep共軛的光闌203、穿孔鏡204和透鏡205，從而能夠使用880nm波長(zhǎng)的照射光束(light flux)在被檢眼的眼底上照射指標(biāo)光束。此外，在光路01上布置有二向色鏡206，以從被檢眼E側(cè)完全反射具有小于880nm的波長(zhǎng)的紅外光和可見(jiàn)光，并且部分反射具有880nm或更長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光束。
`[0033]在穿孔鏡204的反射方向上的光路02上依次布置有環(huán)形光闌207、光束劃分棱鏡208、透鏡209和圖像傳感器210。環(huán)形光闌207基本與瞳孔Ep共軛，并且具有環(huán)形狹縫。上述光學(xué)系統(tǒng)用來(lái)測(cè)量眼屈光力。光闌203縮窄從測(cè)量光源201發(fā)出的光束，并且透鏡202在物鏡205前面對(duì)其進(jìn)行一次攝像。然后，該光束透過(guò)物鏡205和二向色鏡206，并且投射到被檢眼E的瞳孔的中心。
[0034]被檢眼的眼底Er反射投射的光束，從而反射光通過(guò)瞳孔的外圍部分，并且再次變?yōu)槿肷涞轿镧R205上。該入射光束通過(guò)物鏡205，并且被穿孔鏡204的外圍部分反射。然后，基本與被檢眼的瞳孔Ep共軛的環(huán)形光闌207和光束劃分棱鏡208對(duì)該反射光束進(jìn)行瞳孔劃分，并且作為環(huán)形圖像經(jīng)由包括物鏡205的第二光學(xué)系統(tǒng)將其投射到圖像傳感器210的光接收表面上。
[0035]如果被檢眼E是正視眼，則輸出的環(huán)形形狀圖像具有預(yù)定圓形。如果被檢眼E是近視眼，則輸出的環(huán)形形狀圖像具有比正視眼小的圓形。此外，如果被檢眼E是遠(yuǎn)視眼，則輸出的環(huán)形形狀圖像具有比正視眼大的圓形。此外，如果被檢眼E有散光，則輸出的環(huán)形形狀圖像具有橢圓形。將由水平軸和該橢圓形形成的角視為散光軸向角。基于輸出的環(huán)形形狀圖像獲得眼屈光力信息。
[0036]在二向色鏡206的反射方向上布置有固視目標(biāo)投射光學(xué)系統(tǒng)和對(duì)準(zhǔn)光接收光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)準(zhǔn)光接收光學(xué)系統(tǒng)用于觀察被檢眼的前眼部和檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)兩者。
[0037]在固視目標(biāo)投射光學(xué)系統(tǒng)的光路03上依次布置有透鏡211、二向色鏡212、透鏡213、反射鏡214、透鏡215、固視目標(biāo)216和固視目標(biāo)照明光源217。
[0038]當(dāng)測(cè)量單元110要進(jìn)行固視引導(dǎo)時(shí)，接通固視目標(biāo)照明光源217，并且來(lái)自固視目標(biāo)照明光源217的投射光束從后側(cè)對(duì)固視目標(biāo)216進(jìn)行照明。然后，投射光束經(jīng)由透鏡215、反射鏡214、透鏡213、二向色鏡212和透鏡211，投射到被檢眼E的眼底Er上。
[0039]固視引導(dǎo)電機(jī)224能夠使透鏡215沿光軸方向移動(dòng)，以通過(guò)對(duì)被檢眼E進(jìn)行屈光度引導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)霧化狀態(tài)。
[0040]眼屈光力測(cè)量光源201用作第一照射單元，即用于進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)的光源。當(dāng)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)時(shí)，漫射板插入和移除螺線(xiàn)管(未示出)將半透明漫射板插入物鏡205的近似焦點(diǎn)位置。其結(jié)果是，測(cè)量光源201的圖像一旦投射到漫射板上，變?yōu)槎喂庠矗⑶易鳛楹衿叫泄馐鴱奈镧R205向被檢眼E投射(第一照射單元)。
[0041]該平行光束被被檢眼的角膜Ef反射，然后在角膜焦點(diǎn)位置形成亮斑圖像(即虛擬圖像)。角膜反射光束的一部分再次被二向色鏡206反射，然后經(jīng)由透鏡211被二向色鏡212反射。該反射光束通過(guò)對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223的中心孔以及其兩端的對(duì)準(zhǔn)棱鏡和孔。透鏡218使該光束會(huì)聚，并且在圖像傳感器220上形成為三個(gè)指標(biāo)圖像。
[0042]除了用平行光束照射被檢眼E的第一照射單元之外，在被檢眼E的前眼部斜前方還布置有用近似780nm波長(zhǎng)的光照射前眼部的前眼照明光源221a和221b (即第二照射單元)。經(jīng)由二 向色鏡206、透鏡211、二向色鏡212和對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223的中心孔，在圖像傳感器220的光接收傳感器表面上形成由前眼部照明光源221a和221b照射的被檢眼E的前眼部的圖像。
[0043]對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223的中心孔透過(guò)從前眼照明光源221a和221b發(fā)出的具有780nm或更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光束。在前眼照明光源221a和221b對(duì)前眼部進(jìn)行照明之后，由前眼部反射的光束沿著觀察光學(xué)系統(tǒng)行進(jìn)。這與由角膜Ef反射的光束的路徑類(lèi)似。由前眼部反射的光束通過(guò)對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223的中心孔，然后攝像透鏡218在圖像傳感器220上對(duì)其進(jìn)行攝像。換句話(huà)說(shuō)，在圖像傳感器220上形成包括虹膜和由來(lái)自照明光源221a和221b的角膜反射光束形成的圖像的前眼部的圖像。
[0044]在水平方向和垂直方向上進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制，使得經(jīng)由對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223獲得的三個(gè)指標(biāo)圖像中的中心指標(biāo)圖像位于瞳孔的中心。此外，在前/后方向上進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)控制，使得三個(gè)指標(biāo)圖像在垂直方向(即垂直方向)上對(duì)準(zhǔn)。與對(duì)準(zhǔn)棱鏡光闌223的兩端的孔相對(duì)應(yīng)地布置的對(duì)準(zhǔn)棱鏡透過(guò)光束。棱鏡使光束沿彼此相反的方向折射移位。
[0045]在檢測(cè)到三個(gè)指標(biāo)圖像后，系統(tǒng)控制單元(未示出)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，并且沿垂直和水平方向驅(qū)動(dòng)測(cè)量單元110，使得中心指標(biāo)圖像與中心方向匹配。然后，系統(tǒng)控制單元沿前/后方向驅(qū)動(dòng)測(cè)量單元110，使得兩端的兩個(gè)指標(biāo)圖像相對(duì)于中心指標(biāo)圖像在垂直方向(即垂直方向)上對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)三個(gè)指標(biāo)圖像在垂直方向(即垂直方向)上沿一條線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)準(zhǔn)完成。
[0046]下面，參照?qǐng)D3A和3B描述由于二向色鏡206傾斜而產(chǎn)生的散光。圖3A和3B示出了以?xún)A斜的方式布置的二向色鏡206和眼底反射光02的主光線(xiàn)光路。圖3A和3B還分別示出了光學(xué)系統(tǒng)中的X-Z平面和Y-Z平面。此外，圖3B示出了二向色鏡206正在透過(guò)光的狀態(tài)。二向色鏡206具有厚度t，并且被布置為相對(duì)于作為旋轉(zhuǎn)軸的Y軸傾斜Θ度。投射到眼底的光束在所有方向上被各向異性漫反射。[0047]然而，如果與在本配置中相同，二向色鏡206大幅傾斜近似45度，則光學(xué)系統(tǒng)是各向異性的。在圖3A和3B中，假設(shè)玻璃的折射率是n，并且對(duì)X-Z平面上的光路長(zhǎng)度nX 5a和Y-Z平面上的光路長(zhǎng)度ηΧ δ b相互進(jìn)行比較。二向色鏡206傾斜的X-Z平面受二向色鏡206的表面的折射影響，并且玻璃中的光路長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)。其結(jié)果是，在該光學(xué)系統(tǒng)中，焦距在X-Z平面上比在Y-Z平面上長(zhǎng)。在X-Z平面和Y-Z平面之間出現(xiàn)成像位置的差異。其結(jié)果是，產(chǎn)生散光。
[0048]圖4A和4B示出了眼屈光力測(cè)量裝置的光學(xué)系統(tǒng)中的圖像傳感器210進(jìn)行攝像并且在IXD監(jiān)視器116上顯示的環(huán)形圖像的示例。如上所述，基于環(huán)形圖像來(lái)獲得被檢眼的屈光力。在圖4A和4B所示的示例中，被檢眼是沒(méi)有散光的正視眼。圖4A示出了由無(wú)散光光學(xué)系統(tǒng)獲得的環(huán)形圖像401a，并且圖4B示出了由散光光學(xué)系統(tǒng)獲得的環(huán)形圖像401b。如果光學(xué)系統(tǒng)沒(méi)有散光(如圖4A所示)，則檢測(cè)到環(huán)形圖像401a幾乎是正圓。
[0049]另一方面，如果光學(xué)系統(tǒng)大幅散光(如圖4B所示)，則在垂直方向和水平方向之間光學(xué)系統(tǒng)的焦距存在差異。因此，環(huán)形圖像401b形成為橢圓。基于橢圓的縱橫比來(lái)計(jì)算并輸出散光屈光力。其結(jié)果是，即使當(dāng)被檢眼是正視眼并且沒(méi)有散光時(shí)，在輸出測(cè)量值中也增加了散光屈光力。因此，由于二向色鏡206傾斜而產(chǎn)生的散光影響眼屈光力測(cè)量裝置的測(cè)量精度。如上所述，簡(jiǎn)單的二向色鏡的布置導(dǎo)致裝置的質(zhì)量問(wèn)題。下面描述對(duì)散光進(jìn)行校正和改善的方法。
[0050]圖5定性地示出了當(dāng)透鏡相對(duì)于光軸傾斜時(shí)，散光如何產(chǎn)生。參照?qǐng)D5，對(duì)象點(diǎn)507相對(duì)于透鏡510的光軸501以視角Θ入射到透鏡510上。平面502和503分別對(duì)應(yīng)于裝置的光學(xué)系統(tǒng)中的X-Z平面和Y-Z平面。來(lái)自對(duì)象點(diǎn)507的主光線(xiàn)504通過(guò)透鏡510的中心，并且邊緣光線(xiàn)505and506分別位于X-Z平面502和Y-Z平面503上。對(duì)象點(diǎn)507相對(duì)于光軸501具有視角Θ，與將透鏡510圍繞X-Z平面502上的Y軸旋轉(zhuǎn)Θ度同義。
[0051]在圖5所示的示例中，X-Z平面502是通過(guò)透鏡510的光軸和對(duì)象點(diǎn)507的子午平面。此外，Y-Z平面503是與X-Z平面502垂直并且通過(guò)對(duì)象點(diǎn)507的矢狀平面。在散光方面，子午平面的光焦度(power)具有比矢狀平面的光焦度強(qiáng)的特征。因此，Y-Z平面503上的焦距比X-Z平面502上的焦距長(zhǎng)。在X-Z平面502和Y-Z平面503上的不同位置，即在X圖像位置508和Y圖像位置509，在主光線(xiàn)504上形成圖像。如上所述，在透鏡相對(duì)于裝置的光學(xué)系統(tǒng)傾斜的情況下，也產(chǎn)生散光。下面描述由二向色鏡產(chǎn)生的散光和由于透鏡傾斜而產(chǎn)生的散光的合成。
[0052]圖6根據(jù)下面的兩個(gè)條件示出了二向色鏡206以及物鏡205在光學(xué)系統(tǒng)的X_Z平面上的位置和光路。條件I是物鏡205a被布置為相對(duì)于裝置的光學(xué)系統(tǒng)傾斜，并且光路LI在一次成像平面SI處形成為圖像。條件2是物鏡205b與傳統(tǒng)方式相同被布置為相對(duì)于裝置的光學(xué)系統(tǒng)垂直，并且光路L2在一次成像平面S2處形成為圖像。條件I和2具有相同的對(duì)象點(diǎn)。一次成像平面SI與Y-Z平面上的一次成像平面(未示出)相同。
[0053]Y-Z平面上的一次成像平面在條件I和2之間不變。如在條件2下，如果與傳統(tǒng)方式相同垂直地布置物鏡205b，則光路L2受由二向色鏡206產(chǎn)生的散光影響，并且與Y-Z平面上的一次成像平面相比，一次成像平面S2位于后面更遠(yuǎn)。
[0054]另一方面，如果如在條件I下以?xún)A斜的方式布置物鏡205a，則由于二向色鏡206產(chǎn)生的散光的影響和由于傾斜的物鏡205a產(chǎn)生的散光的影響相互抵消。其結(jié)果是，對(duì)散光進(jìn)行了校正。由此，光路LI在與Y-Z平面上的一次成像平面相同的位置形成為圖像。對(duì)散光進(jìn)行校正的方法如上所述。
[0055]作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的范圍內(nèi)的減小散光的方法，可以在光路中增加圓柱透鏡。然而，因?yàn)樵跈z測(cè)極低量的眼底反射光的眼屈光力光學(xué)系統(tǒng)中不需要附加光學(xué)表面，因此在光量和成本方面，本示例性實(shí)施例是有利的。此外，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例的范圍內(nèi)，代替由玻璃形成的平行平板，可以使用立方體棱鏡內(nèi)的具有薄折射表面的二向色棱鏡來(lái)減小散光。然而，與上述示例類(lèi)似，在光量和成本方面，本示例性實(shí)施例是有利的。
[0056]定量地描述上述校正方法的效果。圖7示出了在根據(jù)本示例性實(shí)施例的眼屈光力光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行的光學(xué)計(jì)算的結(jié)果。使用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件CODE V (由Optical ResearchAssociates制造)作為計(jì)算工具。二向色鏡206的厚度和傾斜角度分別是3mm和45度，并且物鏡205的傾斜角度是2度。測(cè)量對(duì)象是沒(méi)有散光分量的模型眼，并且對(duì)從遠(yuǎn)視到近視的寬范圍的模型眼進(jìn)行了驗(yàn)證。
[0057]參照?qǐng)D7，水平軸指示模型眼的球面屈光力(單位diopter (屈光度))。垂直軸指示檢測(cè)到的橢圓形環(huán)形圖像的長(zhǎng)半徑和短半徑之間的比率的百分比(即以寬度作為分母的橢圓的縱橫比)。隨著縱橫比的值更接近1(100%)，光學(xué)系統(tǒng)具有更好的光學(xué)特性。隨著縱橫比變得大于或小于1，橢圓形狀變得更明顯。使用下面的四個(gè)條件來(lái)設(shè)置光學(xué)系統(tǒng)。
[0058]條件Gl:不存在二向色鏡206，并且以垂直的方式布置物鏡205。
[0059]條件G2:包括二向色鏡206，并且以垂直的方式布置物鏡205。
[0060]條件G3:不存在二向色鏡206，并且使物鏡205傾斜。
[0061]條件G4:包括二向色鏡206，并且使物鏡205傾斜。
[0062]在條件Gl下，不管屈光度，縱橫比在100%附近。這指示沒(méi)有散光的影響。在條件2下，在較高的正屈光度和負(fù)屈光度`的情況下，縱橫比變?yōu)樾∮?00%。這指示由于二向色鏡206的影響而產(chǎn)生了散光分量。在條件G3下，在較高的正屈光度的情況下，縱橫比變得大于100%。這指示由于傾斜的物鏡205的影響而產(chǎn)生了散光分量。
[0063]當(dāng)對(duì)條件G2和G3下的縱橫比進(jìn)行比較時(shí)，很明顯，特別在高正屈光度的情況下，縱橫比成大小相反的關(guān)系。在條件G4下，與條件G2類(lèi)似，在較高的正屈光度和負(fù)屈光度的情況下，縱橫比變?yōu)樾∮?00%。然而，當(dāng)與條件G2進(jìn)行比較時(shí)，特別在較高的正屈光度的情況下，縱橫比更靠近100%，這指示散光分量減小。上面的結(jié)果定量地證明了組合二向色鏡206和傾斜的物鏡205使得在裝置的光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生的散光分量能夠相互抵消，由此提高了裝置的測(cè)量精度。
[0064]然而，簡(jiǎn)單地使物鏡傾斜可能影響光學(xué)系統(tǒng)。圖8A和SB示出了眼屈光力測(cè)量裝置的光學(xué)系統(tǒng)，其中，前往被檢眼的投射光束01被物鏡205的表面反射,然后向光接收光學(xué)系統(tǒng)行進(jìn)。光接收光學(xué)系統(tǒng)包括穿孔鏡204、光闌207、光束劃分棱鏡208、透鏡209和圖像傳感器210。圖8A示出了與傳統(tǒng)方式相同垂直地布置物鏡205的情況。圖SB示出了傾斜地布置物鏡205的情況。
[0065]在圖8A中，與投射光束01的光軸垂直地布置物鏡205。因此，來(lái)自物鏡205的表面反射光束05a通過(guò)穿孔鏡204的穿孔部分，并且沿著投射光束01的光軸向光闌203行進(jìn)。在這種情況下，穿孔鏡204不反射表面反射光束05a，并且表面反射光束05a不向光接收光學(xué)系統(tǒng)行進(jìn)。因此，表面反射光束05a不作為不必要的重影而出現(xiàn)。[0066]另一方面，在圖8B中，物鏡205相對(duì)于投射光束01的光軸傾斜。因此，來(lái)自物鏡205的表面反射光束05b向穿孔鏡204的外周部分的反射表面、而不是中心的穿孔部分行進(jìn)。然后，表面反射光束05b通過(guò)光闌207，并且到達(dá)圖像傳感器210的光接收表面。在這種情況下，表面反射光束05b通過(guò)環(huán)形圖像上的嚴(yán)重重影，影響被檢眼的檢測(cè)到的環(huán)形圖像的亮度。其結(jié)果是，表面反射光束05b嚴(yán)重影響光學(xué)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
[0067]圖9示出了在圖SB所示的情況下在IXD監(jiān)視器116上顯示的檢測(cè)到的環(huán)形圖像的示例。在圖9中，在希望的環(huán)形圖像901上形成了重影圖像902。在這種情況下，在測(cè)量計(jì)算處理中出現(xiàn)誤差，使得無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。
[0068]如上所述，如果要使物鏡205傾斜，則需要正確地布置光接收光學(xué)系統(tǒng)，以防止形成重影。圖10示出了這種示例。在圖10中，確定穿孔鏡204的外徑形狀，使得穿孔鏡204的反射表面不進(jìn)入根據(jù)物鏡205的傾斜計(jì)算的反射光束05的光路。在這種情況下，對(duì)來(lái)自被檢眼的希望的反射光束充分地提供有效反射表面。其結(jié)果是，反射光束05不進(jìn)入光接收光學(xué)系統(tǒng)，從而能夠正確地進(jìn)行測(cè)量。
[0069]根據(jù)本示例性實(shí)施例，能夠利用簡(jiǎn)單的配置以低成本減小由光接收系統(tǒng)中的分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光。能夠防止散光的產(chǎn)生使檢測(cè)到的環(huán)形圖像的畸變狀態(tài)改變，導(dǎo)致尤其影響散光屈光力的測(cè)量結(jié)果，并且使得難以以足夠的精度測(cè)量散光屈光力。
[0070]下面，描述根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的用于避免重影的出現(xiàn)的另一配置示例。由于直到物鏡205的傾斜的描述與第一示例性實(shí)施例類(lèi)似，因此省略該描述。根據(jù)本示例性實(shí)施例，光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置與在第一示例性實(shí)施例中不同。圖11示出了根據(jù)本示例性實(shí)施例的光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置。在圖11中，穿孔鏡204的外徑形狀與在第一示例性實(shí)施例中相同。然而，光闌207的形狀發(fā)生了改變。表面反射光束05、即由物鏡205反射的投射光束01被穿孔鏡204的外周部分的反射表面反射，然后向光闌207行進(jìn)。
[0071]根據(jù)本示例性實(shí)施例，確定光闌207的內(nèi)徑，使得基于物鏡205的傾斜計(jì)算的反射光束05的光路被光闌207的內(nèi)側(cè)阻擋。在這種情況下，由于光闌207的外徑未改變，因此不影響要測(cè)量的瞳孔直徑。存在變窄的環(huán)形形狀狹縫可能使檢測(cè)到的環(huán)形圖像變細(xì)并且亮度降低的擔(dān)憂(yōu)。然而，通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)量光源201的光量和/或調(diào)節(jié)圖像傳感器210的增益，可以解決該擔(dān)憂(yōu)。因此，對(duì)裝置的測(cè)量功能幾乎不存在任何影響。通過(guò)上述配置能夠?qū)崿F(xiàn)本示例性實(shí)施例的效果。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例，使用復(fù)曲面透鏡作為物鏡。由于對(duì)物鏡205和光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置的描述之外的描述與在第一和第二示例性實(shí)施例中相同，因此省略該描述。根據(jù)上述不例性實(shí)施例，物鏡205包括減小由分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性。更具體來(lái)說(shuō)，在眼屈光力測(cè)量裝置的光學(xué)系統(tǒng)中，作為傾斜偏心透鏡布置具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形狀的物鏡205。根據(jù)本示例性實(shí)施例，該透鏡具有曲率半徑在X-Z平面和Y-Z平面之間不同的復(fù)曲面形狀，并且與傳統(tǒng)方式相同，相對(duì)于裝置的光學(xué)系統(tǒng)垂直地布置該透鏡。
[0073]根據(jù)本示例性實(shí)施例，來(lái)自該透鏡的反射光束05通過(guò)穿孔鏡204的穿孔部分。因此，不需要考慮重影的形成，并且光接收光學(xué)系統(tǒng)的配置可以是任意的。當(dāng)透鏡具有雙曲面形狀時(shí)，光焦度在x-z平面上強(qiáng)，而在Y-Z平面上弱。其結(jié)果是，雙曲面透鏡本身使得產(chǎn)生散光。然而，與上述示例性實(shí)施 例類(lèi)似，由該透鏡產(chǎn)生的散光和由二向色鏡產(chǎn)生的散光的合成具有散光校正效果，從而減小裝置的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的散光。因此，能夠獲得適當(dāng)?shù)臏y(cè)量結(jié)果。
[0074]下面描述其它示例性實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，基于來(lái)自攝像單元的輸出獲得被檢眼的固有信息或者對(duì)準(zhǔn)信息的眼科控制方法包括:使用投射光學(xué)系統(tǒng)將光束投射到被檢眼的預(yù)定區(qū)域，并且使用成像光學(xué)系統(tǒng)在攝像單元上形成光束的圖像。更具體來(lái)說(shuō)，成像光學(xué)系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有減小由用于形成劃分光路的分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件，并且將成像光學(xué)系統(tǒng)布置在面對(duì)被檢眼的物鏡和被檢眼之間的光路中。
[0075]此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，眼科控制程序使得執(zhí)行下面的處理。經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲(chǔ)介質(zhì)向系統(tǒng)或裝置提供用于實(shí)現(xiàn)上述示例性實(shí)施例的功能的軟件(程序)。系統(tǒng)或裝置中的計(jì)算機(jī)(或中央處理單元(CPU)或微處理單元(MPU))讀取并執(zhí)行程序。
[0076](變型示例I)
[0077]根據(jù)上述示例性實(shí)施例，物鏡對(duì)由分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光進(jìn)行補(bǔ)償。然而，本發(fā)明不限于此。在圖像傳感器上對(duì)來(lái)自被檢眼的預(yù)定區(qū)域的反射光進(jìn)行攝像的成像光學(xué)系統(tǒng)中的物鏡之外的透鏡，可以對(duì)散光進(jìn)行補(bǔ)償。此外，在圖像傳感器上對(duì)來(lái)自被檢眼的預(yù)定區(qū)域的反射光進(jìn)行攝像的成像光學(xué)系統(tǒng)中的物鏡和物鏡之外的諸如透鏡的光學(xué)元件的組合，可以對(duì)散光進(jìn)行補(bǔ)償。此外，物鏡之外的諸如透鏡的光學(xué)元件的組合可以對(duì)散光進(jìn)行補(bǔ)償。
[0078](變型示例2)
[0079]根據(jù)上述示例性實(shí)施例，作為眼科裝置，描述了眼屈光力測(cè)量裝置。然而，本發(fā)明不限于此。眼科 裝置可以是用于拍攝眼底圖像的眼底照相機(jī)、對(duì)被檢眼進(jìn)行掃描和攝像并且使用近紅外激光的光學(xué)相干獲得眼底斷層圖像的眼科裝置(即眼科光學(xué)相干斷層掃描(OCT)裝置)或者使用共聚焦獲得眼底圖像的激光掃描檢眼鏡(即眼科掃描激光檢眼鏡(SL0))。此外，眼科裝置可以是測(cè)量眼底中的血管的血流量的血流量計(jì)或者將指標(biāo)光束投射到作為被檢眼的預(yù)定區(qū)域的角膜上并且測(cè)量角膜的形狀的角膜形狀測(cè)量裝置。
[0080](變型示例3)
[0081]根據(jù)上述示例性實(shí)施例，通過(guò)將指標(biāo)光束投射到作為被檢眼的預(yù)定區(qū)域的眼底上，然后經(jīng)由成像光學(xué)系統(tǒng)使用攝像單元對(duì)來(lái)自眼底的光束進(jìn)行攝像，來(lái)獲得眼屈光力信息，作為被檢眼的固有信息。然而，本發(fā)明不限于獲得被檢眼的固有信息。例如，可以通過(guò)將平行光束投射到被檢眼的角膜上，并且經(jīng)由成像光學(xué)系統(tǒng)使用攝像單元對(duì)從角膜反射的光束(即來(lái)自作為在角膜的焦點(diǎn)位置形成的虛擬圖像的角膜反射圖像的分散光束)進(jìn)行攝像，來(lái)獲得被檢眼的對(duì)準(zhǔn)信息。
[0082]在這種情況下，將觀察被檢眼的前眼部的觀察光學(xué)系統(tǒng)或者固定被檢眼的視線(xiàn)的固視目標(biāo)投射光學(xué)系統(tǒng)，布置在由用作分光構(gòu)件的二向色鏡或者由半反射鏡(其中，透射-反射比率不限于1:1，而可以是任意值)劃分的光路中。
[0083](變型示例4)
[0084]根據(jù)上述示例性實(shí)施例，用于將光束投射到被檢眼上的投射光學(xué)系統(tǒng)和經(jīng)由分光構(gòu)件接收來(lái)自被檢眼的光束的包括物鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)兩者，包括具有減小由分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。然而，本發(fā)明不限于此。
[0085]可以?xún)H經(jīng)由分光構(gòu)件接收來(lái)自被檢眼的光束的包括物鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)，包括具有減小由分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。[0086]本發(fā)明的實(shí)施例還能夠由讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)(例如非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)，執(zhí)行本發(fā)明的上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能，并且通過(guò)由系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法通過(guò)例如從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀出并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可以包括中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)或其它電路中的一個(gè)或更多個(gè)，并且可以包括單獨(dú)的計(jì)算機(jī)或單獨(dú)的計(jì)算機(jī)處理器的網(wǎng)絡(luò)。例如可以從網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)介質(zhì)向計(jì)算機(jī)提供計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以包括硬盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、分布式計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備、光盤(pán)(例如緊湊盤(pán)(CD)、數(shù)字通用盤(pán)(DVD)或藍(lán)光盤(pán)(BD) ?)、閃存設(shè)備、存儲(chǔ)卡等中的一個(gè)或更多個(gè)。
[0087]雖然參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。所附 權(quán)利要求的范圍符合最寬的解釋?zhuān)允蛊浜w所有這種變型、等同結(jié)構(gòu)及功能。
【權(quán)利要求】
1.一種眼科裝置，其包括: 投射光學(xué)系統(tǒng)，被配置為將光束投射到被檢眼上； 分光構(gòu)件，被配置為針對(duì)來(lái)自所述被檢眼的光束形成劃分光路；以及 成像光學(xué)系統(tǒng)，被配置為經(jīng)由所述分光構(gòu)件接收來(lái)自所述被檢眼的光束，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括具有減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科裝置，其中，所述投射光學(xué)系統(tǒng)包括具有減小所述散光的光學(xué)特性的與所述光學(xué)元件不同的其他光學(xué)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科裝置，其中，所述分光構(gòu)件是二向色鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科裝置，其中，固視目標(biāo)投射光學(xué)系統(tǒng)、用于觀察所述被檢眼的前眼部的觀察光學(xué)系統(tǒng)和用于檢測(cè)所述被檢眼的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè)，布置在所述劃分光路中。
5.一種眼科裝置，其包括: 投射光學(xué)系統(tǒng)，被配置為將光束投射到被檢眼上； 物鏡，被布置為面對(duì)所述被檢眼； 分光構(gòu)件，被布置在所述物鏡與所述被檢眼之間的光路中，并且被配置為形成劃分光路； 包括所述物鏡的成像光學(xué)系統(tǒng)，所述成像光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)由所述分光構(gòu)件接收來(lái)自所述被檢眼的光束，所述成像光學(xué)`系統(tǒng)包括具有減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的光學(xué)特性的光學(xué)元件； 攝像單元，被布置在所述成像光學(xué)系統(tǒng)的成像平面上；以及 獲得單元，被配置為基于所述攝像單元的輸出，獲得所述被檢眼的固有信息或者相對(duì)于所述被檢眼的對(duì)準(zhǔn)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，其中，所述投射光學(xué)系統(tǒng)包括具有減小所述散光的光學(xué)特性的與所述光學(xué)元件不同的其他光學(xué)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，其中，所述光學(xué)元件是所述物鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的眼科裝置，其中，所述物鏡沿減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的方向傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，所述眼科裝置還包括:被配置為防止所述物鏡的表面反射光到達(dá)所述攝像單元的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的眼科裝置，其中，所述物鏡是減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的復(fù)曲面透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，其中，所述分光構(gòu)件是二向色鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，其中，固視目標(biāo)投射光學(xué)系統(tǒng)、用于觀察所述被檢眼的前眼部的觀察光學(xué)系統(tǒng)和用于檢測(cè)所述被檢眼的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)中的至少一個(gè),布置在所述劃分光路中。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的眼科裝置，其中，所述投射光學(xué)系統(tǒng)將指標(biāo)光束投射到所述被檢眼的眼底上， 其中，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括環(huán)形形狀光闌，并且 其中，所述獲得單元基于所述攝像單元的輸出環(huán)形形狀圖像，獲得所述被檢眼的屈光力信息。
14.一種眼科裝置，其包括: 分光構(gòu)件，被配置為形成劃分光路； 光學(xué)元件，被配置為以能夠減小由所述分光構(gòu)件產(chǎn)生的散光的傾斜狀態(tài)布置； 照明單元，被配置為對(duì)被檢眼進(jìn)行照明；以及 檢測(cè)單元，被配置為經(jīng)由所述分光構(gòu)件和所述光學(xué)元件，檢測(cè)來(lái)自所述被檢眼的光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的眼科裝置，其中，所述光學(xué)元件是物鏡，并且所述光學(xué)元件被布置為沿與所述分光構(gòu)件傾斜的方向不同的方向傾斜。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的眼科 裝置，其中，所述光學(xué)元件是物鏡，并且所述光學(xué)元件被布置在所述分光構(gòu)件的透射光路上。
【文檔編號(hào)】A61B3/12GK103767673SQ201310491687
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】池上朋之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社