用于评估光学系统的屈光性能的光学方法技术方案

技术编号:17790111 阅读:51 留言:0更新日期:2018-04-25 14:04
本发明专利技术公开了一种用于评估光学系统的屈光性能的光学方法,公开的实施例包括用于提供低成本装置的一种装置、系统和方法,所述低成本装置通过附接到一台智能手机上可以非常精确地测量屈光不正。一公开的装置可以使用环境光或光源,来模拟验光师通过利用逆夏克‑哈特曼(Shack‑Hartman)技术所使用的交叉柱镜程序。所述光学装置可以包括小透镜阵列和针孔,这些将促使使用者在不同深度有效聚焦。使用一个光学装置,并结合一台智能手机,使用者首先改变轴的角度,直到他/她看到一个交叉图案(垂直和水平线等间隔)。使用者通常可使用智能手机上的控制器来调节显示器,使得线汇合并重叠,这相应地使视图带入清晰焦点,从而为使用者提供适当的光学处方。

Optical method for evaluating refractive properties of optical systems

An optical method for evaluating the refractive performance of an optical system is disclosed. An disclosed embodiment includes a device, a system and a method for providing a low-cost device, and the low cost device can measure the flexion of the flexion very accurately by attaching to a smart phone. An open device can use ambient light or light to simulate the cross column mirror program used by the optometrist by using the inverse shack Hartmann (Shack Hartman) technology. The optical device can include a small lens array and pinholes, which will enable users to effectively focus at different depths. With an optical device and a smart phone, the user first changes the angle of the axis until he / she sees a cross pattern (vertical and horizontal lines). The user can usually use a controller on a smartphone to adjust the display, making the line reduplication overlapping, which correspondingly brings the view into the clear focus, providing the user with appropriate optical prescriptions.

【技术实现步骤摘要】
用于评估光学系统的屈光性能的光学方法相关专利申请的合并引用这是一件基于2016年10月17日提交的美国专利申请(系列号:62/409,276)的专利申请。该相关申请通过引用并入本文,并作为本申请的一部分。如果在本专利申请中的公开与相关临时申请中的公开产生任何冲突,以本专利技术申请中的公开为准。此外,专利技术人在此文中通过引用将所述申请中引用或提及的任何和所有专利、专利申请和其他文件(纸质版本或电子版本)纳入本专利技术申请中。版权和商标声明本申请包括受到或可能受版权和/或商标保护的材料。版权和商标所有人不反对由任何专利公开的复制,因为其在专利和商标局的档案或记录中出现,但其他方面,保留所有版权和商标权。
本专利技术总体涉及验光仪和对人眼屈光不正的评估。更具体地,本专利技术涉及用于自身屈光的消费者手持式装置的使用。
技术介绍
公开的实施例可以通过模拟验光师在一临床环境中使用的交叉柱镜程序来测量一光学系统的屈光性能。如本文所定义的一光学系统可以包括但不限于人眼和机械系统,其中屈光测量可以确定屈光不正。公开的实施例可以包括由潘普洛纳(Pamplona)等人在公开的专利申请(US2013/0027668A1)中所描述的方法的基础上的扩展和改进,该申请其公开了一低成本装置的创建,该装置可以使用一台智能手机作为一光源来测量屈光不正。然而,现有技术中描述的方法和装置仅限于由一单个多透镜阵列或一针孔阵列组成的光学系统,相比本文所述的实施例,其不仅不精确,也不容易使用,更不经济。因此,本领域中需要能够使用普遍存在的智能手机测量一光学系统的屈光性能的新系统和方法。
技术实现思路
开的系统和方法包括模拟或复制利用逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术的验光师的交叉柱镜检查的方法。公开的系统和方法包括各种改进,例如所述逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术的精确性和可用性。一公开装置的光学输入可以来自一智能手机、个人电子装置或其他光学系统,其中使用者将通过所述装置的另一端看到两条平行的线(例如,一条绿色和一条红色),所述两条线间隔一特定的距离d(见附图1)。可以从智能手机的屏幕生成所述线。当今的智能手机所提供的高分辨率(例如,iPhone6具有326像素屏幕分辨率,对应于约78微米的像素间距)便于对光学位移或不正进行高分辨率测量,如果涉及诸如焦平面或人类视网膜等实体。在所述光通过所述光学系统之后,在成像平面处形成两条线(参见附图1和附图2),并且在一特定实施例中,由于在描述的系统中的预期彗差,形成具有“尾”的两条线(如图3所示中)。彗差或彗形像差,在涉及某些光学设计固有的由于导致离轴点源(例如形成一条线的像素)的透镜或其他部件中的缺陷所而导致的像差的光学系统中,出现扭曲,看起来像彗星一样有一条尾巴(彗差)。具体来说,可以将彗差定义为入射光瞳放大的一个变体。在屈光或衍射光学系统中,特别是在宽光谱范围内成像的那些,彗差可以是波长的函数,在这种情况下,它是色差的一种形式。如果成像系统或正被测试的眼睛具有屈光不正,则线将会失焦并分离,如附图4所示。成像平面可以是视网膜或CCD相机的传感器。通过改变智能手机上的两条线之间的距离d(见附图1),直到使用者感知到零或接近零的距离(参见附图3和附图4中的“对准线”),可以评估屈光不正。小透镜离智能手机屏幕的距离为D,其等于每个小透镜的焦距。因此,在入射光通过小透镜之后,它变得准直并且聚焦在被测透镜的透镜的焦平面上。如果存在屈光不正,则红色线和绿色线在成像平面上分离,如附图4A所示。如果通过改变距离d在屏幕上移动所述线,则成像平面上的所述两条线的位置也将改变。当所述两条线在所述成像平面上重叠时,可以通过距离d的变化量来评估屈光不正。附图说明该专利或申请文件包含至少一张具有彩色的附图。带有彩色附图的本专利或专利申请公开将将由本办公室根据要求提供,并支付必要的费用。附图1描述了一公开系统的整体配置的一示意图,其具有的光源是一智能手机屏幕,并且描述了将线移动一个尺寸c的像素的效果。附图2描述了使用者使用无彗差线来操作一公开装置时可能看到的内容。附图3描述使用者使用由于所述光学系统中有意彗差导致的不均匀扩展粗线,操作一公开的装置时可能会看到的内容。有意彗差帮助使用者看到图案,并有助于使用者对准线。附图4A描述了处于初始位置的逆夏克·哈特曼(ShackHartmann)技术的一个实施。附图4B描述了逆夏克·哈特曼(ShackHartmann)技术的一个实施,其中像素已被移动了一个像素。附图5A描述具有图案的一个显示器,该图案用作对光学系统的一输入,使用围绕其中心的线的旋转来测量不同的经线。附图5B描述了具有图案的一显示器,该图案用作对所述光学系统的输入,使用围绕屏幕中心的线的旋转来测量不同的经线。附图6描述了使用如附图8所示的一复合透镜的逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术中成像平面处的模拟串扰。附图7描述了一个缩小段。附图8描述了一透镜阵列,其中可以添加一可选透镜,并且所述透镜阵列可以促成对其他信息、指令和图案的使用。附图9描述了逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)方法的用法,用于验证眼镜度数和用于说明结果。附图10示出了出射光瞳减小系统,以使所述出射光瞳小于所述成像系统的所述入射光瞳。附图11描述了基于附图4、附图7、附图8和附图10的内容的一整体公开的实施例。附图12A示出了使用逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术的图示,其中一公开的实施例可以模拟用于精确评估屈光不正和透镜性质的一交叉柱镜程序。附图12B描述了使用者所感知的内容的图示和手机屏幕上的状态(在图12A中所示的五个点处)。附图13描述了用于附图中的凹凸透镜的一绘图惯例。图14描述了一第二个公开实施例。附图标记说明通过结合相关附图,阅读下面的详细描述,本专利技术的这些和其它方面将变得显而易见。100智能手机110智能手机的屏幕200光学系统210焦平面220成像平面230凸透镜240凹透镜300眼/成像系统400光轴500小透镜600复合透镜具体实施方式下面详细描述涉及本专利技术的某些特定实施例。然而,本专利技术可以通过权利要求及其等同物所限定和涵盖的许多不同方式实施。本说明书中参见了附图,其中相同的部件用在整篇中用相同的附图标记表示。除非在本说明书或权利要求书中另有说明,否则本说明书和权利要求书中使用的所有术语将具有本领域技术人员通常理解的这些术语的含义。除非上下文另外清楚地要求,否则在整个说明书和权利要求书中,词语“包括”等都应以包容性的含义来解释,而不是排斥或穷尽的含义;也就是说,以“包括但不限于”的含义。使用单数或复数的单词也分别包括复数或单数。另外,在本申请中使用时,“本文”、“上文”、“下文”和类似导入词语均应参照作为整体的本申请,而不是参照本申请的任何特定部分。公开的实施例可以使用逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)方法和模拟诸多验光师使用的交叉柱镜程序的程序(为了高精度地确定屈光不正)。验光师用于精确测量患者的屈光不正的方法包括:最初验光师对患者的屈光不正进行粗略评估,并使用一交叉柱镜或等同的一杰克逊的交叉柱镜,验光师可以精确地确定散光的轴和振幅。使用这种方法,验光师首先使本文档来自技高网...
用于评估光学系统的屈光性能的光学方法

【技术保护点】
一种测量使用者屈光不正的方法,包括测量屈光力校正和散光,使用一光学装置和一台智能手机,所述方法包括以下步骤:a.将所述光学装置附接到所述智能手机的一屏幕,使用微吸胶带和一弹性带附接,其中所述光学装置包括一视图屏幕;b.使用所述视图屏幕来描述两条线,所述两条线具有包括第一和第二即垂直和水平标记的一个起始角度;c.将所述光学装置的所述视图屏幕导向所述使用者;d.改变所述标记的所述轴的所述角度,直到所述使用者看到位移相同距离的两个交叉,其中所述第一和第二标记是等间隔的;e.使用附接到所述智能手机的所述光学装置,移动所述第一和第二标记以对准;f.将所述显示器上的所述图案旋转45度,使得所述第一标记平行于所述散光轴,并且所述第二标记垂直于所述散光轴;以及g.调节在所述视图屏幕上所述描述的线,使得所述第一和第二标记重叠。

【技术特征摘要】
2016.10.17 US 62/409,276;2017.04.19 US 15/491,5571.一种测量使用者屈光不正的方法,包括测量屈光力校正和散光,使用一光学装置和一台智能手机,所述方法包括以下步骤:a.将所述光学装置附接到所述智能手机的一屏幕,使用微吸胶带和一弹性带附接,其中所述光学装置包括一视图屏幕;b.使用所述视图屏幕来描述两条线,所述两条线具有包括第一和第二即垂直和水平标记的一个起始角度;c.将所述光学装置的所述视图屏幕导向所述使用者;d.改变所述标记的所述轴的所述角度,直到所述使用者看到位移相同距离的两个交叉,其中所述第一和第二标记是等间隔的;e.使用附接到所述智能手机的所述光学装置,移动所述第一和第二标记以对准;f.将所述显示器上的所述图案旋转45度,使得所述第一标记平行于所述散光轴,并且所述第二标记垂直于所述散光轴;以及g.调节在所述视图屏幕上所述描述的线,使得所述第一和第二标记重叠。2.根据权利要求1所述的测量屈光不正的方法,其中所述第一和第二标记分别是垂直和水平的彩色线。3.根据权利要求2所述的测量屈光不正的方法,其中所述彩色线是红色和绿色。4.根据权利要求1所述测量屈光不正的方法,还包括一个验证步骤,所述验证步骤通过向所述使用者显示一个预定义交叉光学图案来测试结果。5.一种用于测量使用者屈光不正的系统,包括测量屈光力校正和散光,该系统包括具有一光源的一台智能手机,和一个光学装置,所述系统包括:a.用于缩小的一个单个凹透镜;b.一个四透镜阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员:乔治斯·司高连诺斯
申请(专利权)人:爱奎有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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