具有开放场对准通道的便携式波前像差仪制造技术

公开了便携式光学设备。在一个实施例中，光学设备包含光源、具有穿过其中形成的第一孔径和第二孔径的外壳以及设置在外壳内的多个光学部件。多个光学部件被布置为经由第一光学通道将由光源产生的光引导到第一孔径、经由第二光学通道将通过第二孔径接收到外壳中的光引导到第一孔径，并且经由第三光学通道将通过第一孔径接收到外壳内的光引导到光检测器。

Portable wavefront aberration instrument with open field alignment channel

The portable optical equipment is disclosed. In one embodiment, the optical device includes a light source, a case having a first aperture and a second aperture formed through it, and multiple optical components arranged inside the case. A plurality of optical elements are arranged by the first optical channel will be generated by the light source light is directed to the first aperture, Jing Youdi two optical channels through second aperture in the housing for guiding the light to the first aperture, and through the third optical channels through the first aperture within the housing to the light guide light detector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有开放场对准通道的便携式波前像差仪对相关申请的交叉引用本申请要求在2015年10月28日提交的美国临时专利申请系列No.62/247399、在2015年3月5日提交的美国临时专利申请系列No.62/128562、在2015年2月2日提交的美国临时专利申请系列No.62/110663和在2015年1月9日提交的美国临时专利申请系列No.62/101478中的每一个的优先权，在这里通过引用并入它们的全部内容。
本公开的实施例涉及用于患者的眼睛的屈光不正(refractiveerrors)的检测和测量、视网膜和角膜成像、以及处方透镜分析的光学设备。
技术介绍
在美国，不对6岁以下儿童例行地提供视力测试，只有14％的6岁以下的儿童进行了视力检查。此外，全球有5亿多人患有屈光不正相关疾病，其中90％以上的人在发展中国家。如果不能得到早期识别和校正，这种状况可能会随着时间的推移而恶化。几种因素可能妨碍早期检测和一般检测两者。一种是沟通，对于可能不能清楚地指示他/她正在经历疾病的小孩，或者在患者可能无法与护理提供者进行有效沟通的发展中国家，可能是这种情况。另一种因素是成本，这在发展中国家可能特别具有限制性，原因是用于检测屈光不正的设备可能是昂贵的。此外，可能无法利用或有限地利用操作装备和分析结果的训练有素的人员。附图说明通过例子而不是限制，解释本公开的实施例，并且，结合附图考虑以下的描述，本公开的实施例将变得清晰，在这些附图中，图1A示出眼睛、由来自眼睛的视网膜的反射光产生的波前和将反射光聚焦到光检测器上的透镜的阵列；图1B示出对正常眼睛和具有屈光不正的眼睛测量的Shack-Hartmann斑点的差异；图1C示出代表散焦和像散的波前轮廓形状；图2A是根据本公开的实施例的光学设备的操作的示图；图2B是根据本公开的实施例的光学设备的操作的示图；图2C是根据本公开的实施例的光学设备的操作的示图；图2D是根据本公开的实施例的光学设备的操作的示图；图2E是根据本公开的另一实施例的与移动设备分开的光学设备模块的实施例的示图；图2F是根据本公开的另一实施例的与移动设备耦合的光学设备的实施例的示图；图3A是根据本公开的实施例的便携式波前像差仪的示意图；图3B示出根据本公开的实施例的正方形对准目标；图3C示出根据本公开的实施例的圆形对准目标；图3D示出根据本公开的实施例的中空框架对准目标；图4是根据本公开的另一实施例的便携式波前像差仪的示意图；图5是根据本公开的另一实施例的便携式波前像差仪的示意图；图6是示出根据本公开的实施例的用于对患者的眼睛执行诊断试验的方法的框图；图7是根据本公开的实施例的便携式眼底照相机的示意图；图8是根据本公开的另一实施例的便携式眼底照相机的示意图；图9是根据本公开的另一实施例的便携式眼底照相机的示意图；图10是根据本公开的实施例的包括开放场对准通道的便携式眼底照相机的示意图；图11是可通过根据本公开的实施例的便携式眼底照相机捕获的患者的视网膜的示例性图像；图12是示出根据本公开的实施例的患者的视网膜的成像方法的框图；图13是根据本公开的实施例的便携式角膜地形图仪(cornealtopographer)的示意图；图14是根据本公开的另一实施例的便携式角膜地形图仪的示意图；图15是根据本公开的另一实施例的便携式角膜地形图仪的示意图；图16是根据本公开的实施例的包含开放场对准通道的便携式角膜地形图仪的示意图；图17示出源自根据本公开的实施例获取的数据的转换的角膜地形地图的例子；图18是示出根据本公开的实施例的用于获得角膜地形地图的方法的框图；图19是根据本公开的实施例的便携式透镜仪的示意图；图20是根据本公开的另一实施例的便携式透镜仪的示意图；图21是根据本公开的另一实施例的便携式透镜仪的示意图；图22A是根据本公开的实施例的与移动设备分开的透镜仪模块的实施例的示图；图22B是根据本公开的实施例的与透镜和移动设备耦合的透镜仪的实施例的示图；图23示出根据本公开的实施例的从透镜测量获取的示例性斑点图案；图24是示出根据本公开的实施例的用于确定透镜的处方的方法的框图；以及图25是本公开的某些实施例可利用的解释性的计算机系统。具体实施方式这里描述的实施例涉及供眼科医生、验光师和其他医学执业者用于执行各种医学评价的光学设备，包括检测和测量患者的眼睛的屈光不正、获得患者视网膜的图像(眼底拍摄)以及映射角膜的表面曲率(角膜地形图)。其他实施例涉及用于确定一副眼镜的透镜的处方的透镜仪。这里公开的光学设备可以实现为包括光学部件、一个或多个光源以及一个或多个光检测器的独立的光学设备，或者可以实现为光学设备模块，所述光学设备模块能被耦合到一个或多个附加设备从而组合形成全功能的光学设备。在某些实施例中，由诸如激光器的光源产生的光被引向患者的眼睛。光源可以是光学设备的机载光源，或者可以由耦合到光学设备的外部设备(例如，诸如智能电话的移动设备)提供。来自眼睛的反射光由机载或外部光检测器(例如，照相机)捕获，并且可以随后由光学设备、移动设备或单独的远程设备(例如，医学执业者的计算机或服务器)的处理设备的软件处理。本实施例的一个优点是提供能够测量眼睛的像差并处理捕获的图像数据或将数据发送到另一设备以供处理的独立便携式波前像差仪。本实施例的另一个优点是提供能够可逆地耦合到诸如智能电话的便携式计算设备的模块化光学设备以创建全功能光学设备。本实施例的另一个优点是提供利用可能已经由消费者或医学执业者拥有的便携式计算设备的成像和/或数据处理能力的较低成本光学设备。本实施例的另一个优点是提供可由医学执业者品牌化并且借给患者用于向医学执业者提供例如为患者的眼睛的屈光不正的变化的多个数据集跟踪的较低成本光学设备。本实施例的另一个优点是患者可以获得诊断测量而无需访问医学执业者并且可选地将这些测量传送到医学执业者用于诊断目的或者制作或以其他方式准备供购买的校正透镜。这里公开的实施例的性质可以降低与各种光学设备相关联的成本，从而使得这样的设备对于家庭使用或者在诸如发展中国家的有限医疗基础设施的区域中更可行。在某些实施例中，光学设备包括封装光学部件、光源、图像检测器和处理设备的外壳。处理设备可以完全或部分地处理捕获的图像数据，或者将图像数据发送到另一个设备以供处理(例如，经由蓝牙到移动计算设备)。如这里所使用的，“移动设备”或“移动计算设备”可指的是智能电话、移动电话、个人数字助理、个人计算机、笔记本电脑、上网本、平板计算机、掌上计算机、电视(例如“智能TV”)或具有内置照相机的任何设备。移动设备还可以指的是操作地耦合到计算设备(例如，网络摄像头)的便携式照相机或光学成像设备。智能手机是具有计算机、照明屏幕和照相机以及其它特征的移动电话。可以根据本申请的主题使用具有照相机的其他移动设备。例如，根据所公开的实施例可以使用的移动设备可以是配备有照相机的电话(或智能电话)，尽管也可使用诸如平板计算机、膝上型计算机、某些音频或视频播放器和电子书阅读器的其他设备，这些设备中的任一种可包括光检测器(例如，照相机)以及处理设备或用于将由照相机捕获的信息传送到具有处理设备的另一设备的收发器。在某些实施例中，诸如便携式波前像差仪的光学设备可以包括耦合在一起以形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式波前像差仪，包括：光源；外壳，外壳具有穿过其中形成的第一孔径和第二孔径；和设置在外壳内的多个光学部件，所述多个光学部件被布置为：经由第一光学通道将由光源产生的光引导到第一孔径；经由第二光学通道将通过第二孔径接收到外壳内的光引导到第一孔径；以及经由第三光学通道将通过第一孔径接收到外壳内的光引导到光检测器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.09 US 62/101,478;2015.02.02 US 62/110,663;1.一种便携式波前像差仪，包括：光源；外壳，外壳具有穿过其中形成的第一孔径和第二孔径；和设置在外壳内的多个光学部件，所述多个光学部件被布置为：经由第一光学通道将由光源产生的光引导到第一孔径；经由第二光学通道将通过第二孔径接收到外壳内的光引导到第一孔径；以及经由第三光学通道将通过第一孔径接收到外壳内的光引导到光检测器。2.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，其中，所述多个光学部件包含位于第二光学通道的焦点处的对准目标。3.根据权利要求2所述的便携式波前像差仪，其中，对准目标包含透明盘，透明盘具有在其上面形成的非透明标记，其中，对准目标被布置为使得非透明标记以由第二光学通道定义的光轴为中心。4.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，其中，所述多个光学部件包含定义第三光学通道的一部分的微透镜阵列。5.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，还包括：设置在外壳的外部上的眼睛杯，其中，眼睛杯包围第一孔径。6.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，还包括处理设备，其中，处理设备与光检测器操作地耦合。7.根据权利要求6所述的便携式波前像差仪，其中，处理设备还与光源操作地耦合，其中，处理设备被配置为：激活光源；接收在光源被激活时由光检测器捕获的图像数据；以及将图像数据存储于存储器中。8.根据权利要求7所述的便携式波前像差仪，其中，处理设备还被配置为：使存储于存储器中的图像数据被传送到移动设备。9.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，其中，光源包含激光器，并且其中，激光器被设置在外壳内。10.根据权利要求1所述的便携式波前像差仪，还包括设置在外壳内的电池端口，其中，电池端口被配置为当电池与电池端口耦合时电连接电池与光源。11.一种便携式波前像差仪模块，包括：外壳，外壳具有穿过其中形成的第一孔径、第二孔径和第三孔径；和设置在外壳内的多个光学部件，所述多个光学部件被布置为：经由第一光学通道将由光源产生的光引导到第一孔径；经由第二光学通道将通过第二孔径接收到外壳内的光引导到第一孔径；以及经由第三光学通道将通过第一孔径接收到外壳内的光引导到第三孔径。12.根据权利要求11所述的模块，其中，所述多个光学部件包含位于第二光学通道的焦点处的对准目标。13.根据权利要求12所述的便携式波前像差仪模块，其中，对准目标包含透明盘，透明盘具有在其上面形成的非透明标记，其中，对准目标被布置为使得非透明标记以由第二光学通道定义的光轴为中心。14.根据权利要求11所述的便携式波前像差仪模块，其中，所述多个光学部件包含定义第三光学通道的一部分的对准目标。15.根据权利要求11所述的便携式波前像差仪模块，其中，外壳包含用于可去除地耦合移动设备与外壳的端口，其中，当移动设备与外壳耦合时，移动设备的光检测器与第三孔径对准。16.一种方法，包括：使容纳于外壳内的光源产生内部生成的光；经由外壳的孔径将外部生成的光接收到外壳中；通过外壳将内部生成的光和外部生成的光同时引导到患者的眼睛；以及用光检测器捕获来自患者的眼睛的反射光。17.根据权利要求16所述的方法，还包括：在捕获反射光之前将反射光引导通过微透镜阵列。18.根据权利要求16所述的方法，其中，外部生成的光包含从位置距离外壳的孔径至少4米的物体反射的光。19.根据权利要求18所述的方法，还包括：在外部生成的光到达患者的眼睛之前，将外部生成的光引导通过设置在外壳内的对准目标，其中，反射光对应于当患者通过使用对准目标聚焦在所述物体上时从患者的眼睛反射的光。20.根据权利要求16所述的方法，还包括：通过处理设备将捕获的反射光传送到远程设备，其中，远程设备要计算包含Snellen分数、光学像差的测量或眼镜处方中的一个或更多个的患者特定参数。21.一种用于将患者的眼睛的视网膜成像的眼底照相机模块，眼底照相机模块适于与包含光检测器的移动设备机械耦合，眼底照相机模块包括：外壳，外壳具有穿过其中形成的第一孔径和第二孔径；设置在外壳内的多个光学部件，所述多个光学部件被布置为：当视网膜被定位为邻近第一孔径时，经由第一光学通道将光源产生的光引导通过第一孔径并引导到视网膜；当眼底照相机模块与移动设备机械耦合时，通过第一孔径将来自视网膜的反射光引导到外壳中并且经由第二光学通道引导到光检测器，其中，第二光学通道适于将反射光投射到光检测器上以捕获视网膜的图像。22.根据权利要求21所述的眼底照相机模块，其中，外壳为具有近端和远端的延伸轴的形式，其中，第一孔径位于近端并且第二孔径位于远端，并且其中，眼底照相机模块包含位于所述延伸轴的远端的连接器。23.根据权利要求22所述的眼底照相机模块，其中，连接器包含具有近侧表面和远侧表面的板，其中，所述延伸轴是从所述板的近侧表面向近侧延伸的连续延伸物，其中，所述延伸轴的远端通过所述板定义开口，并且其中，当第二孔径的位置邻近移动设备的光检测器时，所述板的远侧表面邻接移动设备的表面的至少一部分。24.根据权利要求22所述的眼底照相机模块，其中，连接器包含用于接纳和机械耦合移动设备的槽。25.根据权利要求21所述的眼底照相机模块，其中，所述多个光学部件包含适于将透过第一光学通道的光束转变成环形光束的至少一个透镜。26.根据权利要求21所述的眼底照相机模块，其中，外壳具有穿过其中形成的第三孔径，并且其中，所述多个光学部件还被布置为经由第三光学通道将通过第三孔径接收到外壳中的光引导到第一孔径。27.根据权利要求26所述的眼底照相机模块，其中，所述多个光学部件包含位于第三光学通道的焦点处的对准目标。28.根据权利要求27所述的眼底照相机模块，其中，对准目标包含透明盘，透明盘具有在其上面形成的非透明标记，其中，对准目标被布置为使得非透明标记以由第三光学通道定义的光轴为中心。29.根据权利要求21所述的眼底照相机模块，还包括光源，其中，光源包含设置在外壳内的激光器。30.根据权利要求21所述的眼底照相机模块，其中，光源是移动设备的光源。31.一种用于将患者的眼睛的视网膜成像的眼底照相机，眼底照相机包括：外壳，外壳具有穿过其中形成的第一孔径和第二孔径；设置在外壳内的多个光学部件，所述多个光学部件被布置为：当视网膜被定位为邻近第一孔径时，经由第一光学通道将通过第一孔径的由光源产生的光引导到视网膜；经由第二光学通道将通过第二孔径接收到外壳中的光引导到第一孔径；和将来自视网膜的反射光通过第一孔径引导到外壳中并且经由第三光学通道引导到光检测器，其中，第三光学通道适于将反射光投射到光检测器上以捕获视网膜的图像。32.一种方法，包括：将眼底照相机模块机械耦合到移动设备；使容纳于眼底照相机模块的外壳内的光源产生内部生成的光；将内部生成的光引导通过外壳并引导到患者的视网膜；和用移动设备的光检测器捕获来自患者的视网膜的反射光，所捕获的光形成视网膜的图像。33.根据权利要求32所述的方法，还包括：经由外壳的孔径将外部生成的光接收到外壳中；和将内部生成的光和外部生成的光同时引导通过外壳并引导到患者的视网膜。34.根据权利要求33所述的方法，其中，外部生成的光包含从位置距离外壳的孔径至少4米的物体反射的光。35.根据权利要求34所述的方法，还包括：在外部生成的光到达患者的视网膜之前，将外部生成的光引导通过设置在外壳内的对准目标，其中，反射光对应于当患者通过使用对准目标聚焦在所述物体上时从患者的视网膜反射的光。36.根据权利要求35所述的方法，其中，对准目标包含透明盘，透明盘具有在其上面形成的非透明标记。37.根据权利要求32所述的方法，其中，外壳为具有近端和远端的延伸轴的形式，其中，眼底照相机模块包含位于所述延伸轴的远端的连接器，并且，眼底照相机模块经由连接器与移动设备机械耦合。38.根据权利要求37所述的方法，其中，连接器包含具有近侧表面和远侧表面的板，其中，所述延伸轴是从所述板的近侧表面向近侧延伸的连续延伸物，其中，所述延伸轴的远端通过所述板定义开口，并且其中，所述板的远侧表面邻接移动设备的表面的至少一部分。39.根据权利要求37所述的方法，其中，连接器包含用于接纳和机械耦合眼底照相机模块与移动设备的槽。40...

【专利技术属性】
技术研发人员：周垚鹏，
申请(专利权)人：智能视觉实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US