專利名稱:波前測量的主觀改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于擬定矯正眼處方的光學(xué)儀器,更具體地說,涉及根據(jù)波前測量裝置(WMD)所確定的像差主觀改進(jìn)的矯正處方的裝置和方法。
背景技術(shù):
眼睛是一種光學(xué)系統(tǒng),它具有數(shù)個(gè)光學(xué)元件用以聚焦代表進(jìn)到眼內(nèi)視網(wǎng)膜上圖像的光線。在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的圖像清晰度是確定眼睛視敏度的因素。但晶狀體內(nèi)的缺陷以及眼內(nèi)的其它成分和材料會使光線偏離理想路徑。這些偏離,稱為像差,導(dǎo)致圖像模糊和視敏度降低。因此,使用測量像差的方法和裝置來糾正這些問題。
測定由眼睛引入的像差的一種方法涉及測定從眼睛出來的光線中所引入的像差。聚焦到眼睛內(nèi)視網(wǎng)膜上某一點(diǎn)的輸入光束以波前的形式從眼睛中反射或散射出來。波前含有在波前通過眼睛的光學(xué)元件時(shí)和從眼睛出來時(shí)所引入的像差。可以通過測定所述波前各分立部分(即各樣本)的傳播方向來測定像差,從而可以制造矯正透鏡和/或進(jìn)行恢復(fù)視敏度的其它矯正措施。
圖1是用于測量波前100內(nèi)的像差和矯正像差的先有技術(shù)WMD 10的圖解說明。由照射光源104(例如,激光器)產(chǎn)生的輸入光束102通過分束器108進(jìn)入眼睛106,聚焦到眼睛106內(nèi)視網(wǎng)膜112上的一個(gè)小點(diǎn)110上。從視網(wǎng)膜112(它起漫反射器的作用)上點(diǎn)110反射的波前100,當(dāng)其經(jīng)過眼106內(nèi)的晶狀體和其它成分及材料時(shí),就有了像差。在理想的眼睛里,波前100應(yīng)沒有像差。但在有缺陷的眼睛106里,就會引入像差,因?yàn)椴ㄇ?00從眼睛里出來,就產(chǎn)生了含有像差的缺陷波前。
在返回的路徑上,波前100通過分束器108到達(dá)傳感器114,傳感器114包括例如Hartman-Shack小透鏡陣列116和含有電荷耦合器件(CCD)的成像裝置118。設(shè)置在眼睛106和分束器108之間的四分之一波板120是一種已知技術(shù),用于控制進(jìn)入眼睛106的輸入光束102和從眼睛106出來的波前100的偏振,以使波前100能通過分束器108到達(dá)波前傳感器114。附加透鏡122設(shè)置在眼睛106和波前傳感器114之間,以便將眼睛106的瞳孔面以所需的放大倍數(shù)成像到波前傳感器114上。波前傳感器114檢測到的信息由處理器124處理以確定波前100的像差,用以擬定對眼睛106的矯正處方。
雖然圖1所示的WMD 10能夠以高精確度測定由眼睛106引入的像差,但擬定矯正處方必需準(zhǔn)確適合患者的視覺需要。而且,視力矯正涉及知覺方面(即精神物理學(xué)),這是用傳統(tǒng)WMD不能捕獲的。因此需要在擬定矯正處方時(shí)能獲得來自患者的主觀反饋。于是,需要基于WMD所測定的像差來主觀改進(jìn)的矯正處方的方法和裝置。本發(fā)明滿足了這種需要。
發(fā)明概述本發(fā)明公開了基于WMD所測定的像差主觀改進(jìn)的矯正處方的方法和裝置。在本發(fā)明中,改變圖像以反映矯正處方,并將圖像呈現(xiàn)給患者。接收來自患者的反饋來改變矯正處方,再次改變圖像,將所述圖像再呈現(xiàn)給患者,以便再次接收來自患者的反饋。此過程反復(fù)進(jìn)行,直到呈現(xiàn)給患者的圖像可被患者接受為止。此時(shí)的矯正處方即是患者的優(yōu)選矯正處方。
本發(fā)明的一個(gè)方面是獲得患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的方法。所述方法包括測量從眼睛發(fā)出的波前的像差;根據(jù)所測量的像差計(jì)算建議的矯正處方;將改動(dòng)過的反映建議的矯正處方的圖像呈現(xiàn)給患者;接收患者對改動(dòng)過的反映建議的矯正處方的圖像的反饋;基于患者的反饋改動(dòng)建議的矯正處方;將反映改動(dòng)了的矯正處方的改動(dòng)的圖像呈現(xiàn)給患者;接受患者對反映改動(dòng)了的矯正處方的改動(dòng)過的圖像的反饋。然后基于患者的反饋改動(dòng)矯正處方,并將反映改動(dòng)了的矯正處方的改動(dòng)過的圖像呈現(xiàn)給患者,以便患者作出反饋,如此反復(fù)進(jìn)行,以獲得優(yōu)選的矯正處方。
本發(fā)明的另一方面是一種用于獲得患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的裝置。所述裝置包括;能夠測量眼睛像差的WMD;處理器,它配置成基于所述測量的像差確定建議的矯正處方(包括一個(gè)或多個(gè)成分);顯示裝置,用于將反映矯正處方的圖像呈現(xiàn)給患者;以及輸入裝置,它能根據(jù)患者的反饋改動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)成分中的至少一個(gè)成分來獲得優(yōu)選的矯正處方。
附圖簡要說明圖1是用于測量由眼睛引入的像差的先有技術(shù)WMD的方框圖;圖2是按照本發(fā)明的能夠主觀改進(jìn)的矯正處方的波前測量裝置的方框圖;圖3是按照本發(fā)明的用于主觀改進(jìn)由WMD確定的矯正處方的波前測量方法的流程圖;以及圖4是按照本發(fā)明的用于主觀改進(jìn)的矯正處方的另一波前測量方法的流程圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明圖2所示為眼科波前測量系統(tǒng),它能接收來自患者的反饋,以便根據(jù)WMD 130所測量的像差改進(jìn)矯正處方。概述一下所述實(shí)施例WMD 130產(chǎn)生輸入光束102,光束102進(jìn)入眼睛106并被反射而產(chǎn)生波前100,波前100反向傳播越出眼睛106。利用WMD 130測量波前100內(nèi)的像差。處理器132接收來自WMD 130的像差信息并擬定建議的矯正處方。然后將根據(jù)建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像133通過顯示裝置134呈現(xiàn)給患者?;颊哂^看圖像133并通過輸入裝置136提供與建議的矯正處方有關(guān)的反饋以便改動(dòng)建議的矯正處方中的一些成分。然后按照改動(dòng)過的矯正處方來改動(dòng)圖像133并呈現(xiàn)給患者以便患者再次提供反饋,直到獲得最終的優(yōu)選矯正處方為止。以下將對本實(shí)施例的波前測量系統(tǒng)作更詳細(xì)的說明。
WMD 130捕獲有關(guān)眼睛106的像差信息。在所示實(shí)施例中,WMD 130連接到矯正處理器132,以將捕獲的信息直接傳送給處理器?;蛘?,捕獲的信息也可由WMD 130存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如軟盤上,再傳送到矯正處理器132。WMD 130可以是傳統(tǒng)類型的WMD,例如Wavefront Science,Inc.生產(chǎn)的Complete Ophthalmic AnalysisSystemTM。
矯正處理器132分析來自WMD 130的捕獲的像差信息,產(chǎn)生關(guān)于眼睛106的建議的矯正處方。矯正處理器132還分析通過輸入裝置136接收的反饋來改動(dòng)所述建議的矯正處方。矯正處理器產(chǎn)生用于在顯示裝置134上顯示圖像133的信號,所述圖像133反映所建議和改動(dòng)過的矯正處方。矯正處方可以包括諸如球面、柱面以及傳統(tǒng)像差軸(即散焦,散光)等像差信息。此外矯正處方可以包括非傳統(tǒng)像差的像差成分,例如球面像差、彗形像差、三葉像差、四葉像差和五葉像差。矯正處方可用Seidel(賽德爾)和/或Zermike系數(shù)來表示。或者,矯正處方可用光程差(OPD)測量結(jié)果來表表示。
輸入裝置136接收來自患者的反饋。在所示實(shí)施例中,輸入裝置136連接到矯正處理器132,并可以是任何傳統(tǒng)的輸入裝置,例如操縱桿、鍵盤、光筆、話筒或是能將來自患者的信息轉(zhuǎn)換成適合于由處理器132處理的信息的任何裝置。
顯示裝置134配置成接收來自處理器132的信號并顯示為反映由處理器132確定的處方而改動(dòng)的圖像133。按照特定處方改動(dòng)圖像133,使得圖像133對于眼睛106來說就好像是不戴矯正眼鏡就矯正的那樣。在所示實(shí)施例中,顯示裝置134包括投影圖像133的投影儀138和改動(dòng)圖像133的自適應(yīng)光學(xué)裝置140。在另一實(shí)施例中,顯示裝置134是監(jiān)視器,它顯示模擬改變建議的矯正處方的一些成分的效果的圖像。
圖像133是具有足夠細(xì)節(jié)使患者可以檢測像差變化的目標(biāo)或?qū)ο蟆T谝粋€(gè)實(shí)施例中,圖像133具有這樣的尺寸,使得眼睛106在圖像改變時(shí)能凝視在圖像133上,從而允許在軸向中心、在穩(wěn)定的凝視狀態(tài)下來測定像差。在另一實(shí)施例中,在圖像133上作中心凝視點(diǎn)的標(biāo)記,以免由于圖像尺寸的緣故使眼睛偏離軸線。可以考慮采用能跟蹤眼睛移動(dòng)和補(bǔ)償離軸像差測量結(jié)果的系統(tǒng),從而允許使用會使眼睛偏離軸線的圖像。
投影儀138是已知的投影儀,可以包括用于將投影圖像133準(zhǔn)直的傳統(tǒng)透鏡。自適應(yīng)光學(xué)裝置140是能夠基于來自處理器132的信號改動(dòng)投影儀138投影的圖像133的裝置??梢酝ㄟ^配置自適應(yīng)光學(xué)裝置140來改動(dòng)相對于眼睛106所顯示的圖像133。自適應(yīng)光學(xué)裝置140可以是已知的可變形鏡面,它具有能對矯正處理器132的信號作出響應(yīng)而變形的表面,以改變偏離的投影圖像133。在另外的實(shí)施例中,自適應(yīng)光學(xué)裝置140可以是液晶裝置、微型機(jī)械反射鏡或能夠改變投影圖像133的其它適用的裝置。
光組合器142將顯示裝置134投影的圖像133置于與輸入光束102相同的光路中。光組合器142可以是分光鏡,它可通過一種頻率的光而反射其它頻率的光。在一個(gè)實(shí)施例中,分光鏡通過來自照明光源104的光的頻率(圖1),并反射由投影儀138投影的光的頻率,這樣將輸入光束102和投影圖像133組合到同一光路中,到達(dá)眼睛106。
在另外的實(shí)施例中,來自顯示裝置134的圖像不與輸入光束102組合,這樣就不需要組合器142。如果顯示裝置134是監(jiān)視器,或如果WMD 130與包括矯正處理器132、顯示裝置134以及輸入裝置136的裝置相分離的話,那么,圖像133就不與輸入光束102組合。在使用分離裝置的情況下,由眼睛106引入的像差由WMD 130測量并存儲。然后,分離裝置根據(jù)存儲的像差測量結(jié)果擬定建議的矯正處方,向患者顯示建議的矯正處方,并根據(jù)患者的反饋改動(dòng)建議的矯正處方,從而為患者計(jì)算一個(gè)最終的優(yōu)選矯正處方。對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說,各種類似的不同實(shí)施例是顯而易見的。
使用時(shí),圖2所示的波前測量系統(tǒng)可以用來實(shí)施圖3的流程圖所示的過程,對WMD 130所測定的矯正處方進(jìn)行主觀改進(jìn),如以下參考圖2所詳細(xì)描述的。
在150,測量眼睛106的波前像差,在本實(shí)施例中使用WMD 130。
在152,根據(jù)在150測量的像差計(jì)算建議的初始矯正處方。初始建議的矯正處方是在患者的主觀反饋之前對眼睛106的矯正處方的客觀確定。建議的矯正處方可以包括多種像差成分,例如球面、柱面、軸向、球面因素、彗形像差因素、三葉像差因素、四葉像差因素以及五葉像差因素等,如上述。
在154,為反映建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像133通過顯示裝置134呈現(xiàn)給患者。在一個(gè)實(shí)施例中,圖像133由投影儀138投影,然后由自適應(yīng)光學(xué)裝置140改動(dòng)。然后由光組合器142將圖像133與來自波前測量裝置130的輸入光束102組合,并傳送到患者的眼睛106。
在155,接收患者對為反映建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像的反饋。在一個(gè)實(shí)施例中,患者通過輸入裝置136直接向矯正處理器132提供反饋。例如,如果輸入裝置136是操縱桿,上下移動(dòng)操縱桿,患者就可影響建議的矯正處方的柱面成分;左右移動(dòng)操縱桿,患者就可影響建議的矯正處方的光軸成分。對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說,使用輸入裝置136來改動(dòng)建議的矯正處方中一些成分的各種不同的實(shí)施例是顯而易見的。在另一實(shí)施例中,第三方(例如,配鏡師)接收患者的反饋,并通過輸入裝置136將反饋提供給矯正處理器132。
在156,基于患者的反饋,改動(dòng)建議的矯正處方的至少一個(gè)成分。建議的矯正處方的成分是通過輸入裝置136將數(shù)據(jù)提供到矯正處理器132來改動(dòng)的。
在158,將反映已改動(dòng)的建議的矯正處方的改動(dòng)過的圖像133通過顯示裝置134提供給患者。在一個(gè)實(shí)施例中,已改動(dòng)的建議的矯正處方用在154所述的同樣方式呈現(xiàn)給患者。
在159,接收患者對為反映已改動(dòng)的建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像133的反饋,如在155所述。反饋可以是患者認(rèn)為已改動(dòng)的建議的矯正處方可以接受的一種表示。
在160,對于已改動(dòng)的建議的矯正處方是否可被患者接受作出決定。如果已改動(dòng)的建議的矯正處方不能被接受,或患者希望進(jìn)一步改動(dòng)處方,流程回到156,并重復(fù)156-160,直到已改動(dòng)的建議的矯正處方可被患者接受為止。如果處方可以接受,則流程進(jìn)到162。
在162,指定基于患者反饋的已改動(dòng)的建議的矯正處方為所述患者的優(yōu)選矯正處方。優(yōu)選矯正處方是基于WMD 130所測定的像差的眼睛106的建議的矯正處方的主觀改進(jìn)版本。通過對建議的矯正處方進(jìn)行主觀修改,可以得到適應(yīng)與視力矯正相關(guān)聯(lián)的精神物理學(xué)方面的矯正處方,從而得到按照患者視力需要準(zhǔn)確定制的矯正處方。
圖4示出主觀改進(jìn)的矯正處方的另一種方法的流程圖。所述方法類似于圖3所示的方法,相同的步驟具有相同的標(biāo)號。所以,以下僅說明與圖3所示的不同的步驟。
在164,利用已知的自動(dòng)折射器或眼網(wǎng)膜鏡進(jìn)行傳統(tǒng)的屈光眼睛檢查,獲得第一初始矯正處方,所述處方包括矯正諸如散焦和散光(即球面,柱面和軸線)等傳統(tǒng)像差成分。最好傳統(tǒng)屈光眼睛檢查包括主觀改動(dòng)諸如散焦和散光等傳統(tǒng)像差成分,以獲得第一初始矯正處方。
在166,使用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的WMD 130來獲得第二初始矯正處方,它包括矯正非傳統(tǒng)像差的成分,例如球面像差、彗形像差、三葉像差、四葉像差、五葉像差以及其它的不規(guī)則性。
在168,基于在164確定的第一初始矯正處方和在166確定的第二初始矯正處方,計(jì)算建議的矯正處方。在一個(gè)實(shí)施例中,計(jì)算建議的矯正處方包括將第一初始矯正處方的傳統(tǒng)像差成分和第二初始矯正處方的非傳統(tǒng)像差成分組合起來。
在這樣描述了本發(fā)明的一些具體實(shí)施例之后,本專業(yè)的技術(shù)人員就很容易想到各種變化、修改和改進(jìn)。因本發(fā)明的公開而變得顯而易見的這些變化、修改和改進(jìn)應(yīng)視為在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。所以,上述說明僅為示例,而非限制。本發(fā)明僅由以下權(quán)利要求書和其等效物所限制。
權(quán)利要求
1.一種用于獲得對患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的方法,所述方法包括(a)測量從所述眼睛發(fā)出的波前的像差;(b)根據(jù)所述測量的像差計(jì)算建議的矯正處方;(c)將為反映所述建議的矯正處方而改動(dòng)過的圖像呈現(xiàn)給患者;(d)接受患者對反映所述建議的矯正處方而改動(dòng)的所述圖像的反饋;(e)根據(jù)所述患者反饋改動(dòng)所述建議的矯正處方;(f)將為反映所述改動(dòng)的建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像呈現(xiàn)給患者;以及(g)接收來自患者的關(guān)于為反映所述改動(dòng)的建議的矯正處方而改動(dòng)的所述圖像的反饋。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于還包括(g)重復(fù)步驟(e)、(f)和(g),直到獲得優(yōu)選矯正處方為止。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(c)和(f)的改動(dòng)功能是利用自適應(yīng)光學(xué)裝置進(jìn)行的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(c)和(f)的改動(dòng)功能是利用可變形鏡面進(jìn)行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所述步驟(c)和(f)的圖像是改動(dòng)前的同一圖像。
6.一種用于獲得對患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的方法,所述方法包括以下步驟(a)進(jìn)行屈光眼睛檢測,獲得第一初始矯正處方;(b)測量所述眼睛發(fā)出的波前的像差,根據(jù)所述測量的像差確定第二初始矯正處方;(c)根據(jù)所述第一初始矯正處方和所述第二初始矯正處方計(jì)算建議的矯正處方;(d)將為反映所述建議的矯正處方而改動(dòng)過的圖像呈現(xiàn)給患者;(e)接收來自患者的關(guān)于為反映所述建議的矯正處方而改動(dòng)的所述圖像的反饋;(f)根據(jù)所述患者反饋改動(dòng)所述建議的矯正處方;(g)將為反映所述改動(dòng)的建議的矯正處方而改動(dòng)的圖像呈現(xiàn)給患者;以及(h)接收來自患者的關(guān)于為反映所述改動(dòng)的建議的矯正處方而改動(dòng)的所述圖像的反饋。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于還包括(i)重復(fù)步驟(f)、(g)和(h),直到獲得優(yōu)選矯正處方為止。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于所述步驟(g)包括將未改動(dòng)的圖像傳送到自適應(yīng)光學(xué)裝置并調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)光學(xué)裝置來改動(dòng)所述未改動(dòng)的圖像,以便反映所述改動(dòng)的矯正處方。
9.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于所述建議的矯正處方包括從由以下各種成分構(gòu)成的組中選擇的一種或多種成分散焦、散光、球面像差、彗形像差像差、三葉像差、四葉像差和五葉像差。
10.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于所述建議的矯正處方是光程差測量。
11.一種用于獲得對患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的裝置,所述裝置包括能夠測量所述眼睛的像差的波前測量裝置;與所述波前測量裝置通信的處理器,用于確定包括一種或多種成分的建議的矯正處方;與所述處理器通信的輸入裝置,用于根據(jù)患者的反饋改動(dòng)所述一種或多種成分中的至少一種成分,以獲得所述優(yōu)選矯正處方;以及與所述處理器通信的顯示裝置,用于將圖像呈現(xiàn)給所述眼睛,可以通過改動(dòng)所述一種或多種成分中的所述至少一種成分來改動(dòng)所述圖像,以便反映通過所述輸入裝置而改動(dòng)的所述建議的矯正處方。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置,其特征在于所述顯示裝置包括能夠發(fā)送圖像的投影儀;能夠改動(dòng)由所述投影儀發(fā)出的所述圖像的自適應(yīng)光學(xué)裝置;以及其中,所述處理器配置成根據(jù)基于患者的反饋而改動(dòng)的所述建議處方來調(diào)節(jié)所述自適應(yīng)光學(xué)裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置,其特征在于所述自適應(yīng)光學(xué)裝置包括可變形鏡面。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置,其特征在于所述顯示裝置包括監(jiān)視器。
15.如權(quán)利要求11所述的裝置,其特征在于所述輸入裝置是從由以下各種裝置組成的組中選取的鍵盤、操縱桿、送話器、鼠標(biāo)和光筆。
16.一種用于根據(jù)波前測量裝置測量的像差獲得對患者眼睛的優(yōu)選矯正處方的裝置,所述裝置包括處理器,用于根據(jù)由所述波前測量裝置測量的所述像差確定建議的矯正處方,所述建議的矯正處方包括一種或多種成分;與所述處理器通信的輸入裝置,用于根據(jù)患者的反饋改動(dòng)所述一種或多種成分中的至少一種成分,以獲得所述優(yōu)選矯正處方;以及與所述處理器通信的顯示裝置,用于將圖像呈現(xiàn)給所述眼睛,可以通過改動(dòng)所述一種或多種成分中的所述至少一種成分來改動(dòng)所述圖像,以便反映通過所述輸入裝置而改動(dòng)的所述建議的矯正處方。
全文摘要
一種用于根據(jù)患者的反饋對矯正處方進(jìn)行主觀改進(jìn)的裝置和方法。對矯正處方進(jìn)行主觀改進(jìn)的方法是測量從眼睛發(fā)出的波前的像差;根據(jù)所述測量的像差計(jì)算建議的矯正處方;將反映所述建議的矯正處方的圖像呈現(xiàn)給患者;以及根據(jù)患者的反饋通過連接到處理器的輸入裝置改動(dòng)所述建議的矯正處方,以獲得優(yōu)選矯正處方。
文檔編號A61B3/10GK1635848SQ02825906
公開日2005年7月6日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月25日
發(fā)明者D·F·羅斯, J·比勒, M·肖特納, F·米勒 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司