几何屈光力测量装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 对任意优先权申请的交叉引用
[0002] 在与本申请一起提交的申请资料表中确定的针对其外国或本国优先权声明的任 意和所有申请按照37CFR 1. 57通过引用结合于此。特别地，该申请请求2013年3月12日提 交的名为"GEOMETRIC OPTICAL POWER MEASUREMENT DEVICE" 的美国专利申请 13/797, 702 和 2012 年 9 月 27 日提交的名为"GEOMETRIC OPTICAL POWER MEASUREMENT DEVICE"的美国 临时专利申请61/706, 630的优先权，这两个申请的全部内容在本文中通过引用结合于此。
[0003] 背景
技术领域
[0004] 本发明的领域涉及用于执行眼睛的屈光力测量的仪器。
[0005] 相关领域的描述
[0006] 人眼包括想要将进入眼睛的瞳孔的光聚焦到视网膜上的角膜和晶状体。然而，眼 睛可能表现出导致光未被适当地聚焦到视网膜上并且可能使视敏度降低的各种屈光不正。 眼像差的范围可以从引起近视、远视或规则散光的相对简单的球面误差和柱面误差到可以 引起例如人的视觉中的光晕和星暴的更复杂的屈光不正。
[0007] 多年来，已经开发出许多干预措施来矫正各种眼像差。这些干预措施包括：球柱面 矫正光学元件，例如眼镜、隐形眼镜和人工晶状体（IOL);或者角膜屈光手术，例如LASIK。 对于眼像差的诊断和矫正通常涉及屈光力测量装置的使用，以确定眼睛的屈光力。虽然已 经产生了许多不同类型的目标屈光力测量装置，但是更简单、更便宜的目标光学屈光力测 量装置可以是有益的。
【发明内容】
[0008] 公开了一种眼睛屈光力测量装置。在一些实施方式中，眼睛屈光力测量装置包括： 光源，其被配置成将输入光束引导至患者的眼睛中；孔，其被配置成接收来自眼睛的输出光 束，所述输出光束包括来自输入光束的、从眼睛的视网膜上的位置散射并且穿过眼睛的瞳 孔而出射的光；检测器，其被配置成在输出光束已经通过孔之后接收该输出光束；以及处 理器，其被配置成确定由输出光束在检测器上产生的光斑的尺寸，并且基于光斑的尺寸来 确定眼睛的屈光力。
[0009] 公开了一种眼睛屈光力测量方法。在一些实施方式中，眼睛屈光力测量方法包括： 将输入光束引导至眼睛中，使得输入光束从视网膜上的位置散射，从而产生穿过眼睛的瞳 孔而出射的输出光束；确定输出光束的角的大小；以及基于输出光束的角的大小来确定眼 睛的屈光力。
[0010] 附图概述
[0011] 出于对本公开进行概述的目的，本文已经描述了本发明的某些方面、优点和特征。 要理解的是，可以不必根据本发明的任意【具体实施方式】来实现所有这样的优点。因而，本发 明可以用以下方式进行实施或实行：实现或优化如本文所教示的一个优点或一组优点，而 不必实现本文可能教示或建议的其它优点。在附图中图示了某些实施方式，该附图仅出于 说明性的目的。
[0012] 图1为从正视眼的视网膜散射的输入光束的示意图。
[0013] 图2为从远视眼的视网膜散射的输入光束的示意图。
[0014] 图3为用于确定来自眼睛的输出光束的圆锥角的屈光力测量装置的示意图。
[0015] 图4为用于确定来自远视眼的输出光束的圆锥角的屈光力测量装置的示意图。
[0016] 图5为由来自未表现出基本散光度的眼睛的输出光束在检测器上形成的光斑的 示意图。
[0017] 图6为由来自表现出散光度的眼睛的输出光束在检测器上形成的光斑的示意图。
[0018] 图7为包括用于以光学方式确定眼睛的瞳孔的直径的瞳孔成像透镜的屈光力测 量装置的示意图。
[0019] 图8为包括用于将输出光束中继至孔的中继透镜的屈光力测量装置的示意图。
[0020] 图9为包括孔、检测器、光源和计算装置的屈光力测量装置的示意图。
[0021] 具体描述
[0022] 图1为从正视眼102的视网膜104散射的输入光束112的示意图。从光源110沿 着如正视眼102的视轴或光轴发射入射光束112。光源可以为如激光器或超发光二极管。 输入光束112可以如具有Imm或更小直径的准直光束。在一些实施方式中，光源110输出 红外光（例如785nm)。输入光束112在角膜顶端处或角膜顶端附近进入正视眼102,并且 穿过眼睛传播至视网膜104。当输入光束112到达视网膜104时，其向后散射，因此产生输 出光束114。输出光束114的尺寸受限于眼睛102的瞳孔，其中输出光束114必须通过瞳孔 以离开眼睛。因为图1中的眼睛102是正视眼，所以输出光束114是基本准直的。因而，在 正视眼102的情况下，输出光束的直径基本对应于瞳孔的直径。在远视眼或近视眼的 情况下，输出光束114将不是准直的，而将是发散光束或会聚光束。
[0023] 图2为从远视眼202的视网膜204散射的输入光束212的示意图。从光源210发 射输入光束212。输入光束212和光源210可以例如与上面关于图1所描述的输入光束和 光源相类似。然而在图2中，因为眼睛202为远视，所以输出光束214不是准直的。换言之， 眼睛202缺少足够的屈光力以使输出光束214准直。因此，输出光束214是具有圆锥角0 或圆锥半角9 1/2的发散光束。相应地，输出光束212的直径d随着距离眼睛202的纵向距 离z的增大而增大。
[0024] 如果眼睛202与图2中所示的眼睛相比远视较严重，则圆锥角将较大。类似地，如 果眼睛202与图2中所示的眼睛相比远视较轻微，那么圆锥角将较小。虽然未示出，但是如 果眼睛202为近视，则输出光束214在其离开眼睛直到到达位于眼睛外部的焦点为止将会 是会聚光束。越过该点，输出光束214将变成发散光束。再者，在近视眼的情况下输出光束 214的特定圆锥角将作为近视度数的函数而变化。
[0025]因为不管眼睛为远视眼（例如，圆锥角被限定为0 >0)、正视眼（即0 = 0)还是 近视眼（例如，圆锥角被限定为0〈0)，输出光束214的圆锥角都作为眼睛202的屈光力的 函数而变化，所以可以使用对圆锥角的测量以便确定眼睛202的屈光力。例如，可以根据下 面的等式来限定眼睛的屈光力（例如，球面屈光力和/或柱面屈光力）：
[0027] 其中，EFL是实现由准直光束在视网膜上最佳聚焦的、在眼睛的角膜平面处的晶状 体的有效焦距，并且测量的单位例如米。可以依次根据下面的等式来限定眼睛的EFL :
[0029] 其中，是眼睛的瞳孔的直径，而0 1/2是输出光束214的圆锥半角。因此，如果 可以确定输出光束的圆锥角和眼睛的瞳孔的直径，则也可以确定眼睛的屈光力。然而，如本 文所讨论的，在一些实施方式中，对输出光束的圆锥角的测量受限于瞳孔的特定分析区域 (例如，瞳孔的中心约4mm的部分）。在这样的实施方式中，分析区域的直径替换方程式（2) 中的瞳孔直径，并且可以在未确定眼睛的瞳孔的直径的情况下使用测量的圆锥角来确定眼 睛的屈光力。
[0030] 图3为用于确定来自眼睛302的输出光束314的圆锥角的屈光力测量装置320的 示意图。虽然图3中未示出，但是屈光力测量装置320可以包括（例如类似于光源110的） 光源，以将（例如类似于输入光束112的）输入光束（例如经由分束器）引导至眼睛302 中。输入光束从视网膜304向后散射，从而形成输出光束314。如本文所讨论的，屈光力测 量装置320还可以包括计算装置370,该计算装置370可以用于如分析检测器图像和/或控 制孔330。
[0031] 屈光力测量装置320还包括孔330和检测器340。如本文进一步讨论的，孔330可 以是如圆形形状并且可以具有固定的直径或动态可变的直径。检测器340可以是如CCD、 CMOS、传感器元件阵列、胶卷或扫描检测器。替代地，检测器340可以是由相机（未示出） 成像的漫射表面的组合。
[0032] 屈光力测量装置320的光轴可以被限定为如垂直于检测器340的表面并且通过孔 330的中心的轴。在一些实施方式中，屈光力测量装置320还包括用于将屈光力测量装置 320与眼睛302对准的对准系统（未示出）。例如，在一些实施方式中，对准系统可以用于 (例如沿X方向和y方向）对屈光力测量装置320进行定位，使得屈光力测量装置320的光 轴与眼睛302的光轴或视轴一致。另外，如本文所讨论的，对准系统可以用于（例如沿z方 向）将屈光力测量装置320定位于距离眼睛302的已知距离处。2008年9月9日提交的名 为"OPTICAL INSTRUMENT ALIGNMENT SYSTEM"的美国专利 8, 333, 474 公开了这样的对准系 统的示例，其中所述美国专利的全部内容通过引用结合于此。
[0033] 当将屈光力测量装置320与眼睛302充分地以光学方式对准时，输出光束314通 过孔330并且入射在检测器340上，因此在检测器340上形成光斑。可以改变孔330的尺寸 为例如以下：当屈光力测量装置320被定位于距离眼睛302的期望距离处时，使得具有期望 圆锥角范围（其依次对应于眼睛屈光力的范围）的各种输出光束314充满孔330 (例如，孔 330可以是输出光