确定相对位置和旋转偏移制造技术

本发明专利技术提供了一个用于确定一个第一和第二成像设备之间的一个相对位置和旋转偏移的设备和方法。在一个示例性的实施方式中，本发明专利技术可用于确定一个Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ波前传感器和一个瞳孔照相机之间的相对偏移。校准设备（１２）包括一个主体（４８），它可包括得到于接收一条校准轨的开口（５０）。一个可旋转和平移的主体（５４）具有一个位于中心的十字形的孔隙（２），它可移动地连接到主体（４８）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用一个第二成像设备对准一个第一成像设备。本专利技术尤其涉及用于确定一个波前系统的第一和第二成像设备之间的相对位置和旋转偏移的设备和方法。
技术介绍
激光眼部手术程序通常采用某种能够测量患者眼睛的光学特性的系统。一种有希望的眼睛测量系统是VISX WaveScanTM系统，该系统采用一个Hartmann-Shack波前传感器装置，它可以量化整个光学系统的高阶像差，包括一阶和二阶球柱面误差，以及由慧形和球面像差引起的三至六阶像差。眼睛的波前测量产生一个高阶像差图，通过它可以估计眼睛的整个光学路径的像差，例如，内部像差和角膜表面的像差。此后，波前像差信息可以被保存，然后被放进激光系统，以便计算一个校正患者眼中的像差的定制的切除模式。WaveScanTM系统还包括一个照相机(“瞳孔照相机”)，它在以Hartmann-Shack波前传感器装置获取波前测量结果时获取眼睛的图像。以瞳孔照相机获取的眼睛的图像可用于跟踪眼睛的空间位置，以便在角膜切除治疗过程中将切除激光正确地与眼睛对准。由于在激光切除过程中对眼睛的跟踪和对准是基于用瞳孔照相机获取的图像的，因此波前数据与瞳孔照相机获取的图像空间上(平移地和旋转地)对准是很重要的。如果在获取波前测量结果时瞳孔照相机与波前传感器没有空间上取准，则接下来的依靠波前测量结果的在激光帮助下的角膜切除，则可能不能与患者的眼睛对准。因此，需要的是可确定波前系统的两个成像设备之间的相对位置和旋转偏移的设备和方法。
技术实现思路
本专利技术测量波前系统的Hartmann-Shack照相机和瞳孔照相机之间的相对位置和旋转偏移，并校准波前系统的所述两个照相机。本专利技术可使用计算机实现的软件算法来校正Hartmann-Shack传感器和瞳孔照相机的位置和旋转之间的误差，以便用两个成像设备获取的图像能够相对彼此正确对准。一旦确定了Hartmann-Shack传感器和瞳孔照相机的位置和旋转偏移，偏移量可被存储在系统的内存中，以便软件可校正用照相机获取的图像之间的偏移。通常，本专利技术的方法可用于在波前系统的制造过程中或定期维护过程中校准波前系统，以便确保在实际使用过程中两个成像设备在空间上是对准的。但是，应当认识到，虽然以下说明集中于一个波前系统的Hartmann-Shack传感器和瞳孔照相机的空间对准，但是本专利技术可用于对任何两个(或多个)同时记录图像的成像设备进行空间上的对准。在一个方面中，本专利技术提供了一个校准设备，用于确定一个Hartmann-Shack照相机和一个瞳孔照相机之间的相对位置和旋转偏移。该设备包括一个具有一个孔隙的主体。在某些实施方式中，孔隙是旋转不对称的。旋转不对称的孔隙可采取多种不对称的形式。在一个有用的实施方式中，不对称的孔隙采取十字或X的形式。在某些配置中，设备可包括用于防止光直接从设备的主体反射的装置。在其它配置中，孔隙可以可移动地连接到主体上，以便允许孔隙相对于主体旋转和平移。设备可位于Hartmann-Shack照相机和瞳孔照相机的成像平面上，以便它被两个照相机同时成像。设备的图像可用于测量和补偿两个照相机的位置和旋转偏移。在另一个方面中，本专利技术提供了一种将一个第一成像设备与一个第二成像设备对准或校准的方法。该方法大体上包括放置一个对准设备或者定位器，以便定位器被第一成像设备和第二成像设备成像。由第一成像设备和第二成像设备获取的定位器的图像被分析，以确定第一成像设备和第二成像设备之间的错位。有多种定位器可用于本专利技术的方法和系统，以测量和校正第一和第二成像设备之间的错位。例如，在某些实施方式中，可使用一个固定的、不可调节的校准设备。在其它实施方式中，可使用一个完全可调节的校准设备，以便用户能够调节校准设备的至少一部分的一个旋转方向和平移位置。在一个实施方式中，本方法包括提供一个校准设备或定位器，它包括一个具有一个旋转不对称的孔隙的主体。该定位器被放置在第一成像设备和第二成像设备的一个光学路径上。定位器的图像被第一成像设备和第二成像设备获取。可引导光线通过旋转不对称的孔隙到达第一成像设备和第二成像设备，并且以第一成像设备和第二成像设备对孔隙成像，以确定位置和旋转偏移。第一成像设备可为一个测量波前数据的Hartmann-Shack照相机。孔隙也可以是可调节的。一个标记或者覆盖层可以加于第一和第二成像设备获取的定位器的图像中的至少一个图像上。用第一成像设备获取的图像中的标记从一个标称位置(例如，图像的一个中心)移动，以便将标记与定位器充分对齐。第一图像中的标记的移动信息(例如，沿着x轴和y轴的移动和围绕z轴的旋转)被保存，用于将来参考。用第二成像设备获取的图像中的标记从一个标称位置(例如，图像的一个中心)移动，以便将标记与定位器充分对齐。第二图像中的标记的移动信息也被保存，用于将来参考。最后，比较第一图像中的标记的移动信息和第二图像中的标记的移动信息，以确定第一和第二成像设备之间的旋转和位置偏移。在另一个实施方式中，定位器可被第一成像设备和第二成像设备成像。可调节定位器的一个平移位置和旋转方向，直到定位器位于由第一成像设备获取的图像中一个想要的位置，例如图像的一个中心。一旦定位器位于想要的位置，则分析由第二成像设备获取的图像，以确定定位器是否位于相同的想要的位置(例如，由第二成像设备获取的图像的一个中心)。如果定位器没有位于想要的位置，则由第二成像设备获取的图像上覆盖的一个标记可从想要的位置移动，直到它与定位器充分对齐。然后标记的移动信息可用于确定第一和第二成像设备之间的旋转和位置偏移。在还有一个方面中，本专利技术提供了一个系统，该系统包括一个成像系统，该成像系统具有一个Hartman-Shack照相机和一个瞳孔照相机。一个校准设备，例如一个包括一个旋转不对称的孔隙的主体，可位于Hartmann-Shack照相机和瞳孔照相机的一条光学路径上。一个控制系统连接到Hartmann-Shack照相机和瞳孔照相机，以确定校准设备在每个照相机获取的图像中的相对位置，以便确定两个照相机之间的偏移。在一个实施方式中，控制系统具有第一和第二模式。第一模式中的控制系统可被配置为将一个标记叠加在由Hartmann-Shack照相机获取的校准设备的一个图像以及由瞳孔照相机获取的一个图像上的标称位置。可以允许标记移动到与不对称的孔隙的图像充分对齐。在第二模式中，控制系统可将由Hartmann-Shack照相机获取的图像中的标记的移动类型与由瞳孔照相机获取的图像中的标记的移动类型相比较，以便确定Hartmann-Shack照相机和瞳孔照相机之间的位置和旋转偏移。在另一个方面中，本专利技术提供了代码模块和图形用户接口，用于实现此处说明的本专利技术的方法。这些和其它方面将在余下的附录、说明和权利要求中显示出来。附图说明图1示意性地描述了由本专利技术实现的一个波前系统、校准设备和一个对象。图2示意性地描述了本专利技术的一个简化的波前系统。图3示意性地描述了本专利技术的一个简化的计算机系统。图4描述了可实现本专利技术的方法的某些模块。图5显示了结合了本专利技术的一个校准设备的一个实施方式。图6示意性地描述了使用图5的校准设备的本专利技术的一个简化的方法。图7显示了由一个瞳孔照相机获取的图5的校准设备的一个图像。图8显示了由一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于确定一个波前系统的一个Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ照相机和一个瞳孔照相机之间的相对位置和旋转偏移的设备，该设备包括：一个主体；以及一个有形状的孔隙，它使得光线能射到Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ照相机和瞳孔照相机。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪米特里彻恩亚克，杰弗瑞乔纳森珀索夫，
申请(专利权)人：维思克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]