CN103181749B - 具有自动对焦功能的诊断设备 - Google Patents

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CN103181749B CN201210411541.4A CN201210411541A CN103181749B CN 103181749 B CN103181749 B CN 103181749B CN 201210411541 A CN201210411541 A CN 201210411541A CN 103181749 B CN103181749 B CN 103181749B
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    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals

Abstract

一种具有自动对焦功能的诊断设备，包括影像检测装置、第一扫描装置、移动式光学透镜组件、聚焦检测装置及第一分光组件。影像检测装置包括提供第一入射光的第一光源及第一光检测器。第一入射光入射至待测物后产生为第一信号光，第一光检测器接收第一信号光。第一扫描装置调整第一入射光路径以扫描待测物。聚焦检测装置包括检测待测物反射的第二信号光的第二光检测器、聚焦误差产生组件及控制单元。移动式光学透镜组件具透镜及承载透镜的位移台。控制单元电性连接第二光检测器及位移台以依据第二信号光控制位移台移动并调整第一入射光的聚焦位置。

Description

具有自动对焦功能的诊断设备
技术领域
本发明涉及一种眼科诊断的设备，且特别涉及一种具有自动对焦功能的眼科诊断设备。
背景技术
目前的眼科诊断仪器，除了可作眼睛功能的检查，还可以更进一步通过角膜扫描、前房扫描、水晶体扫描、眼底断层扫描及结构分析，探讨角膜、前房、水晶体、视网膜及视神经病变的状况。
前房是指位于角膜和虹膜间的空间。前房里面充满了水漾液，称为房水。当眼球损伤后，虹膜血管渗透性增加或由于血管破裂出血，血液积聚在前房称外伤性前房积血。一般来说，外伤性前房积血多见于眼球挫伤，少见的自发性前房积血包括眼内肿瘤、新生血管性青光眼等，通过前房镜检查，可以找出病因。至于眼底断层扫描及眼底镜的检测，可以提供眼底影像作为眼部疾病的检测及分析，帮助医师预测早期的眼部病变、提供治疗前的评估参考及预后的状况的检测。
在进行如前房扫描或眼底断层扫描等眼部检查前，不论眼部断层扫描或眼底影像检测的前置动作，都需要病患先将头部靠在一个固定机构上(Headrest)，使病患头部相对安定且不会晃动，医师再手动找出眼睛组织（如前房）或眼底影像并规划断层扫描的路径模式，以利之后断层扫描相关测量及分析的进行。
然而，医师每检查一位病患，都需要重新对病患眼睛作对焦的动作。而且，病患在检查时，头部不可以后退或左右移动，否则医师都需要重新调整系统。当检查时间较久，病患头部暂时离开或休息过后，医师要再次检查病患时需要再微调一次系统，十分不便利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动对焦功能的眼科诊断的设备，通过聚焦检测装置自动检测通过病患眼部组织的反射光而产生信号回传以调整正确的焦距，以利眼部检测。
根据本发明的一方面，提出一种具有自动对焦功能的诊断设备，包括影像检测装置、第一扫描装置、移动式光学透镜组件、聚焦检测装置及第一分光组件。影像检测装置包括提供第一入射光的第一光源及第一光检测器。第一入射光经待测物后产生第一信号光，第一光检测器接收第一信号光。第一扫描装置调整第一入射光的路径以扫描待测物。聚焦检测装置包括第二光检测器、聚焦误差产生组件及控制单元。移动式光学透镜组件具有透镜及承载透镜的位移台。第二光检测器用以检测待测物反射的第二信号光。控制单元电性连接于第二光检测器及位移台，以依据第二信号光控制位移台移动并调整第一入射光的聚焦位置。第一分光组件将待测物反射的第一反射光传至第一光检测器且将第二信号光传至第二光检测器。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A～图1B绘示依照本发明一实施例的诊断设备的示意图；
图2A～图2B绘示依照本发明一实施例的聚焦检测装置的示意图；
图3A～图3B绘示依照本发明另一实施例的聚焦检测装置的示意图；
图4A～图4B绘示依照本发明又一实施例的聚焦检测装置的示意图；
图5A～图5C绘示依照本发明一实施例的诊断设备的示意图；
图6A～图6C绘示以图2B的聚焦检测装置应用于本发明一实施例的诊断设备的示意图；
图7A～图7C绘示以图3B的聚焦检测装置应用于本发明一实施例的诊断设备的示意图；
图8A～图8C绘示以图4B的聚焦检测装置应用于本发明一实施例的诊断设备的示意图；
图9绘示如本发明又另一实施例诊断设备的示意图；
图10绘示如本发明一实施例诊断设备的示意图；
图11绘示如本发明一实施例诊断设备的示意图；
图12绘示如本发明图9的诊断设备的细部构造示意图；
图13绘示如图6A的诊断设备省略部分组件后使用Zemax模拟软件所建立的架构示意图；
图14A绘示依据图13的诊断设备应用于一般眼睛组织所模拟的光束的光学路径示意图；
图14B绘示如图14A的视网膜上聚焦光点的结果示意图；
图15A绘示依据图13的诊断设备应用于近视的眼睛组织所模拟的光束的光学路径示意图；
图15B绘示视网膜上聚焦光点的结果示意图；
图16A绘示图13的诊断设备应用于近视的眼睛组织所模拟的光束自动聚焦的光学路径示意图；
图16B绘示如图16A的视网膜上聚焦光点的结果示意图；
图17绘示依照图13的诊断设备的架构下光检测器所检测到的信号波形图；
图18A绘示为依照本发明一实施例的诊断设备以Zemax模拟软件的模拟架构示意图；
图18B绘示如图18A的诊断设备的架构下模拟光检测器所检测到的信号波形图；；
图19A绘示为依照本发明一实施例的诊断设备以Zemax模拟软件的模拟架构示意图；
图19B绘示如图19A的诊断设备的架构下模拟光检测器所检测到的信号波形图；；
图20A绘示为依照本发明一实施例的诊断设备以Zemax模拟软件的模拟架构示意图；
图20B绘示如图20A的诊断设备的架构下模拟光检测器所检测到的信号波形图；。
其中，附图标记
1A、1B、2A～2C、6A～6C、7A～7C、8A～8C、7A’、8A’、9A’、10A’：诊断设备
10、10’：影像检测装置
12、12A～12F：聚焦检测装置
14：眼底镜装置
18：断层扫描设备
100、110、120、180、210、310：光源
104、113、213、313：准直镜
106、126：扫描组件
108、132、146：扫描镜
112、122、124、134、212、312、315：分光组件
114：移动式光学透镜组件
115、149：柱状透镜
101、116、150、160、170、181、216、316、317：光检测器
116A～116C、216A～216C、316A～316C、317A～317C：屏幕
128：影像模块
130：反射镜
140：分光菱镜
142：塑胶非球面准直镜
144：扫描镜组
148：目镜
190：聚焦透镜组
192：玻璃平板
215、159：刀刃
1141：透镜
1142：位移台
A、B、C、D：光检测器的象限
E、E’、E1、E2、E3：眼睛组织
K：角膜
F1～F3：聚焦点
H：待测物
I：虹膜
K1～K12：聚光点
L：水晶体
P：瞳孔
R：视网膜
M1、M2、M3：聚焦光点
W：前房
LI1、LI2、LR1、LR2、LI3、LR3、LI12、LR12：光束
X、Y、Z：轴
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参考图1A～图1B，其绘示如本发明一实施例的诊断设备1A及诊断设备1B的示意图。如图1A所示，诊断设备1A包括影像检测装置10、聚焦检测装置12、第一分光组件134、扫描装置16、移动式光学透镜组件114及聚焦透镜103。第一分光组件134例如是一分光镜、一分光绕射组件、一分光光纤组件或一分光波导组件。扫描装置16包括扫描镜108及扫描组件106，扫描组件106例如是一对检流计（Gavano-meter）扫描反射镜。影像检测装置10可例如是一断层扫描装置及/或一眼底镜装置。
于此实施例中，影像检测装置10包括一光源100及一光检测器101，光源100例如是一准直的近红外光源，用以提供一光束LI12。聚焦检测装置12电性连接于一移动式光学透镜组件114，移动式光学透镜组件114包括透镜1141及承载透镜1141的位移台1142。光检测器101例如是一电荷耦合组件（Charge Coupled Device，CCD）、一互补性氧化金属半导体（ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS）、一PIN(Positive Intrinsic Negative，PIN)检测器或雪崩式光检测器(Avalanche Photo-diode)等。在其他实施例中，光源100亦可视需求选择其它波长范围的光源并不限于近红外波段的光源。
如图1A所示的实施例，当光束经过第一分光组件134、扫描装置16、移动式光学透镜组件114及聚焦透镜103后，是入射至一待测物H，待测物H将光束LI12反射为一光束LR12。扫描装置16用以使入射至待测物H的光束对待测物行沿X轴及Y轴构成的面扫描。第一分光组件134用以将光束LR12分为两个光路，分别传递至光检测器101及聚焦检测装置12。如图1A所示的实施例，第一分光组件134例如为一分光镜时，所述分光镜例如是部分透光且部分反射的分光镜。聚焦检测装置12接收光束LR12的信号光后，再依据所检测到的信号控制位移台1142的移动以调整光束LI12的聚焦位置。
请接着参考图1B，于此仅说明诊断设备1B与诊断设备1A不同之处。如图1B所示，诊断设备1B例如是用于眼科的诊断设备，用以诊测眼睛组织E。如此一来，则不需要图1A的聚焦透镜103，光束LI12通过移动式光学透镜组件114后，是通过眼睛组织E的瞳孔P，并经过水晶体L聚焦。
此外，图1B的影像检测装置10’包括一光源100’及一光检测器101，于此的光源100’例如是一未准直的近红外光源，用以提供一光束LI12’。此时，光源100’及第一分光组件134之间是设置有一光纤102及一第一准直镜104，用以将光束LI12’准直为光束LI12，准直后的光束LI12经扫描组件106，再通过扫描镜108至移动式光学透镜组件114后投射至瞳孔P以进入眼睛组织E，光束LI12受到眼睛组织E的反射成为光束LR12。第一分光组件134用以将光束LR12分光并分别传递至聚焦检测装置12及影像检测装置101。于此实施例中，光纤102例如是一不易色散的单模光纤（Single-mode Optical Fiber）。当然，亦可以使用如图1A所示的准直的近红外光的光源100替代光源100’，此时，可以省略光纤102及第一准直镜104。
于一实施例中，影像检测装置10及/或影像检测装置10’可以是一断层扫描装置，例如是一光学同调断层扫描（Optical Coherence Tomography，OCT）装置。此时，光源100及/或光源100’例如是一断层扫描光源，其包括干涉仪及一参考光路，断层扫描光源例如是一波长介于800纳米（nm）～1400nm的近红外光源，光检测器101例如是具有分光组件的光谱仪。
于一实施例中，影像检测装置10及/或影像检测装置10’亦可以是一眼底镜装置，例如是一扫描式激光眼底镜(Scanning Laser Ophthalmoscope，SLO)。此时，光源100及/或光源100’例如是一眼底镜光源，眼底镜光源例如是一波长介于780纳米（nm）～830nm的近红外光源，光检测器101例如是一影像模块，用以将所接收的信号光转换为一影像信号并显示于一屏幕上。于另一实施例中，影像检测装置10及/或影像检测装置10’亦可以同时包括断层扫描装置及眼底镜装置。
请参考图2A～图2B的实施例，其绘示图1A～图1B的聚焦检测装置12的实施例的示意图。聚焦检测装置12A是图1A～图1B的聚焦检测装置12的其中一种实施例。如图2A所示的实施例，聚焦检测装置12A包括第二准直镜113、聚焦误差产生组件例如是一柱状透镜（Cylindrical Lens）115及光检测器（Photo Detector，PD）116。第二准直镜113于此是作为一聚焦透镜，用以聚焦光束LR1或光束LR2。于第2A图中，亦可以使用一般的聚焦透镜取代第二准直镜113。于其它实施例中，或亦可使用夫涅尔透境(Fresnel Lens)或二元光学组件(binary optics lens)取代第二准直镜113。光检测器116例如是一四分割检测器。柱状透镜115例如是一圆柱型透镜，通过柱状透镜115的光束是有两个聚焦面，这两个聚焦面上的光点呈现互相垂直的两条线（水平线及垂直线）。在另一实施例，聚焦误差产生组件亦可例如是一绕射光学组件（diffractiveoptical element,DOE），所述绕射光学组件具有如图2A～2B图中所述的柱状透镜115的功能时，可以取代图2A～图2B中的柱状透镜115。
请同时参考图1A～图1B及图2A的实施例，聚焦检测装置12A是与影像检测装置10或影像检测装置10’共用光源。光束LR1表示当影像检测装置10或影像检测装置10’为断层扫描装置时，断层扫描光源经待测物H或眼睛组织E反射后的光束，光束LR2表示当影像检测装置10或影像检测装置10’为眼底镜装置时，眼底镜光源经待测物H或眼睛组织E反射后的光束。如图2A所示，不论影像检测装置10或影像检测装置10’为断层扫描装置或眼底镜装置，光束LR1或光束LR2依循原光路径回光后经第一分光组件134分光，其中一光路是传递至聚焦检测装置12的光检测器116。
请参考图2B的实施例，聚焦检测装置12B是图1A～图1B的聚焦检测装置12的其中一种实施例。请同时参考图1A及图2B，与图2A的聚焦检测装置12A不同之处在于，聚焦检测装置12B还包括光源110及第二分光组件112。于图2B所示的实施例中，第二分光组件112例如是一立体分光镜(CubeBeamsplitter)。光源110例如是一激光二极管（Laser Diode，PD）。如图1A及图2B所示的实施例，光源110提供一光束LI3，经第二分光组件112反射至第二准直镜113准直，再经由第一分光组件134传递至眼睛组织E。接着，光束LI3受到待测物H或眼睛组织E的反射成为光束LR3，并依循原路径传递至第二准直镜113后，通过第二分光组件112至柱状透镜115，再投射至光检测器116。由于聚焦检测装置12B具有独立的光源110，聚焦检测装置12B不需要与影像检测装置10共用光源，因此，光检测器116接收的是光源110经待测物H或眼睛组织E反射后的光束LR3。第二分光组件112用以整合光束LI3及光束LR3。在图2A及图2B中，其主要原理是利用柱状透镜115产生像散效应，使得通过的光束产生两个聚焦面，并且这两个聚焦面上的光点呈现互相垂直的两条线（水平线及垂直线）。因此，亦可以使用一斜放的平板（未绘示出）来产生此一像散效应，平板斜放角度最常用的是45度，也可以是其他更大例如60度或更小例如30度，只要可以产生足够像散效果即可。如此一来，图2A的柱状透镜115可以直接用一以上述斜放的平板来取代，而在图2B，当上述斜放的平板具有相同于第二分光组件112的分光效果时，就可以直接取代第二分光组件112与柱状透镜115，至于光源110及光检测器116与图2B上所示一致。
于一实施例中，图2B之聚焦检测装置12B，可以使用两个准直镜（未绘示）取代第二准直镜113。进一步来说，可以设置其中一准直镜于光源110与第二分光组件112之间，且设置另一准直镜于第二分光组件112与柱状透镜115之间，并省略图2B之聚焦检测装置12B的第二准直镜113。如此置换之聚焦检测装置，也可以达到与图2B之聚焦检测装置12B一样效果。
请参考图3A～图3B，其绘示图1A～图1B的聚焦检测装置12的另一实施例的示意图。如图3A所示的聚焦检测装置12C是图1A～图1B的聚焦检测装置12的其中另一种实施例。如图3A所示，聚焦检测装置12C包括第二准直镜213、聚焦误差产生组件例如是一刀刃215及光检测器216。光检测器216例如是二分割检测器。刀刃215具有一刀缘或刀口。第二准直镜213于此是作为一聚焦透镜，用以聚焦光束LR1或光束LR2。于图3A中，亦可以使用一般的聚焦透镜取代第二准直镜213。图3A的光束LR1及光束LR2的光路径是与图2A相似，差异在于聚焦检测装置12C不需要柱状透镜115，而是设置一刀刃215于第二准直镜213及光检测器216之间，并且以刀刃215的刀缘或刀口挡住约一半的LR1或光束LR2。于其它实施例中，可使用夫涅尔透境(Fresnel Lens)、绕射光学组件（DOE）或二元光学组件(binary optics lens)取代第二准直镜213或聚焦误差产生组件215。
请接着参考图1A及图3B，聚焦检测装置12D还可以包括光源210及第二分光组件212，设置于第二准直镜213及刀刃215之间，第二分光组件212例如是一部分透光且部分反射光的分光组件。如图3B所示，聚焦检测装置12D具有独立的光源210而不需与影像检测装置10共用光源，光源210可以提供一入射的光束LI3，光束LI3经待测物H或眼睛组织E反射后的光束LR3。因此，光检测器216接收的是光束LR3。在一些实施例，光束LI12亦可是由光束LI12入射至待测物H或眼睛组织E后产生的萤光或激发光，光束LR12并不限于是被待测物反射的反射光。
于一实施例中，图3B之聚焦检测装置12D，可以使用两个准直镜（未绘示）取代第二准直镜213。进一步来说，可以设置其中一准直镜于光源210与第二分光组件212之间，且设置另一准直镜于第二分光组件212与刀刃215之间，并省略图3B之聚焦检测装置12D的第二准直镜213。如此置换之聚焦检测装置，也可以达到与图3B之聚焦检测装置12D一样效果。
请参考图4A～图4B，其绘示图1A～图1B的聚焦检测装置12的又一实施例的示意图。如图4A所示的聚焦检测装置12E是图1A～图1B的聚焦检测装置12的其中又一种实施例。如图4A所示，聚焦检测装置12E包括聚焦误差产生组件例如是第二分光组件312及光检测器317、第二准直镜313、光检测器316。第二准直镜313于此是作为一聚焦透镜，用以聚焦光束LR1或光束LR2。于图3A中，亦可以使用一般的聚焦透镜取代第二准直镜313。光检测器316及光检测器317例如是三分割检测器。第二分光组件312例如是一部分透光且部分反射光的分光组件。第二分光组件312用以将光源100经待测物H或眼睛组织E反射后的光束LR1或光束LR12分光后分别传递至光检测器316及光检测器317。
如图1A及图4B所示，聚焦检测装置12F还包括光源310及第三分光组件315。光源310例如是一激光二极管，第三分光组件315例如是一部分透光且部分反射光的分光组件。光源310提供一光束LI3，经第二分光组件312及第二准直镜313后，再经由第一分光组件134传递至待测物H或眼睛组织E，并反射成为光束LR3，依循原路径传递至第二准直镜313且通过第二分光组件312及第三分光组件315后，分别投射至光检测器316及光检测器317。
于一实施例中，图4B之聚焦检测装置12F，可以使用两个准直镜（未绘示）取代第二准直镜313。进一步来说，可以设置其中一准直镜于光源310与第二分光组件312之间，且设置另一准直镜于第二分光组件312与第三分光组件315之间，并省略图4B之聚焦检测装置12F的第二准直镜313。如此置换之聚焦检测装置，也可以达到与图4B之聚焦检测装置12F一样效果。
上述的不同实施例的聚焦检测装置12中，聚焦检测装置12可以与影像检测装置10共用光源100，如图2A、图3A及图4A所示，由于减少了聚焦检测装置12的光源及第二分光组件的设置，可以减少组件成本，并降低整体机台设备的体积。此外，聚焦检测装置12可以包括独立的光源，而不需受限于光源100的光波长，如图2B、图3B及图4B所示，此时待测物H或眼睛组织E反射的光束LR3是直接传递至光检测器而不需要分光给聚焦检测装置12及影像检测装置10，因此，光检测器可获得较强的信号以减少误差。
请参考图5A～图5C的实施例，其绘示如本发明另一实施例的诊断设备2A～2C的示意图。如图5A所示的实施例，诊断设备2A包括断层扫描装置18、聚焦检测装置12及眼底镜装置14。断层扫描装置18包括断层扫描光源180及光检测器181。断层扫描光源180例如是一波长介于800nm～1400nm的近红外光源及一参考光路，光检测器181例如是具有分光组件的光谱仪。断层扫描光源180用以提供一入射的光束LI1，光纤102及第一准直镜104是可以根据断层扫描光源180的特性选择性地使用，亦即，当断层扫描光源180是为准直的光源时，可以省略光纤102及第一准直镜104。此外，扫描组件106、扫描镜108及移动式光学透镜组件114，是与图1A～图1B所对应的组件相同。
如图5A所示，眼底镜装置14包括提供光束LI2的一光源120、一影像模块128、扫描组件126。影像模块128例如是一电荷耦合组件或一互补性氧化金属半导体，或是例如PIN检测器或雪崩式光检测器等，用以将所接收的信号光转变为电信号以显示眼底扫描影像。第四分光组件124用以整合眼底镜装置14的光路及聚焦检测装置12的光路。于此实施例中，聚焦检测装置12及眼底镜装置14的位置是可以互换，只要第四分光组件124可以整合聚焦检测装置12及眼底镜装置14的光路即可。反射镜130用以反射眼底镜装置14的光源120及聚焦检测装置12的光源至第一分光组件134，第一分光组件134是设置于扫描镜108及扫描组件106之间，以整合眼底镜装置14的光源120、聚焦检测装置12的光源及断层扫描光源180的光路。
于此实施例的聚焦检测装置12是与图1A～图1B相同，具有如图2A～图2B、图3A～图3B及图4A～图4B中，12A～12F的不同实施例。换句话说，此实施例的聚焦检测装置12，可以不具有独立的光源，而是与眼底镜装置14共用光源或与断层扫描装置10共用光源。此时，聚焦检测装置12的结构如图2A、图3A及图4A所示。当然，此实施例的聚焦检测装置12亦可以包括独立的光源，如图2B、图3B及图4B所示，于此将不再赘述其细部特征。
请参考图5B，诊断设备2B包括的断层扫描装置18、聚焦检测装置12及眼底镜装置14是与图5A的诊断设备2A相似，于此仅说明其不同之处。如图5B所示，第一分光组件134是设置于断层扫描装置18及扫描组件106之间，以整合眼底镜装置14的光源120、聚焦检测装置12的光源及断层扫描光源180的光路。此时，断层扫描装置18及眼底镜装置14可以共享扫描组件106。因此，可以省略扫描组件126及反射镜130的设置。
请参考图5C，诊断设备2C包括的断层扫描装置18、聚焦检测装置12及眼底镜装置14是与图5A的诊断设备2A相似，于此仅说明其不同之处。如图5C所示，第一分光组件134是设置于移动式光学透镜组件114及扫描镜108之间，以整合眼底镜装置14的光源120、聚焦检测装置12的光源及断层扫描光源180的光路。此外，反射镜130及第一分光组件134之间还设置有一扫描镜132。扫描组件126及扫描镜132是用以调整眼底镜装置14的光源120的入射光束LI2，以扫描眼睛组织E。
综上所述，于此的诊断设备2A～2C是以眼科诊断设备为例，且是以影像检测装置同时包括断层扫描装置18及眼底镜装置14为例，说明诊断设备2A～2C用以检测眼睛组织E的实施例，然而，影像检测装置可以仅包括断层扫描装置18或眼底镜装置14，并不作限制。
聚焦检测装置12A～12F应用于诊断设备2C的不同实施例
图2A～图4B所绘示的聚焦检测装置12A～12F是可应用于图5A～图5C所绘示的诊断设备2A～2C，以下就聚焦检测装置12A～12F应用于诊断设备2C的不同实施例为例作详细的说明。值得注意的是，聚焦检测装置12A～12F亦可以应用于诊断设备2A～2B，在此省略其详细说明以简化篇幅。
请参考图6A～图6C，其绘示如本发明图5C的诊断设备2C，分别于光源聚焦于视网膜R上、聚焦于视网膜R前方、聚焦于视网膜R之后的示意图。图6A所示的眼底镜装置14及断层扫描装置18是与图5C的眼底镜装置14及断层扫描装置18相同。聚焦检测装置12的光源110、第二分光组件112、第二准直镜113、柱状透镜115及光检测器116是与图2B的聚焦检测装置12B所对应的组件相同。然而，于此实施例的聚焦检测装置12亦可以应用图2A的聚焦检测装置12A的形式，并不作限制。
眼底镜装置14包括提供光束LI2的一光源120、一影像模块128、扫描组件126及扫描镜132。第四分光组件124用以整合眼底镜装置14的光源120及聚焦检测装置12的光源110。第一分光组件134用以整合眼底镜装置14的光源120、聚焦检测装置12的光源110及断层扫描光源180。眼底镜光源120的光束LI2传至眼睛组织E后被反射成为光束LR2,最后传至影像模块128。扫描组件126及扫描镜132是由眼底镜装置14及聚焦检测装置12所共享。
当眼底镜光源120的光束LI2通过第四分光组件124后，是先经过扫描组件126，再通过反射镜130的反射，通过扫描镜132后经由第一分光组件134反射，最后经过移动式光学透镜组件114，以将光束LI2投射到瞳孔P，由水晶体L将接近平行的光束LI2聚焦于聚焦点F1。扫描组件126可以控制光束LI2的行进路径以对聚焦位置的X轴及Y轴的平面进行扫描。聚焦于视网膜R上的光束LI2受到眼睛组织的反射后成为光束LR2，光束LR2循原路径传递，直至经由第五分光组件122反射至影像模块128，影像模块128是将信号光转变为电信号以显示眼底的视网膜R扫描影像。
就断层扫描装置18来说，当光束LI1经光纤102传输后通过第一准直镜104而准直，准直的光束LI1通过扫描组件106经过扫描镜108及第一分光组件134后，通过移动式光学透镜组件114，以将光束LI1投射到瞳孔P，由水晶体L将接近平行的光束LI1聚焦，扫描组件106可以控制光束LI1的路径以对聚焦位置的XY两轴的平面进行扫描。如图6A所示，聚焦于视网膜R上的光束LI1受到眼睛组织的反射后成为光束LR1。光束LR1循原路径传递至光检测器181后，光检测器181接收光束LR1所代表的一影像信号作分析，并依据光束LR1的光谱分析视网膜R的断层扫描影像。
如图6A所示，聚焦检测装置12包括光源110、第二分光组件112、第二准直镜113、柱状透镜115、光检测器116及控制模块（未绘示出）。聚焦检测装置12电性连接于移动式光学透镜组件114，移动式光学透镜组件114包括透镜1141及位移台1142，位移台1142例如是一致动器。控制模块例如是一处理器、一数字处理器、一微计算机或一计算机。光束LI3通过第二分光组件112并经由第二准直镜113准直后通过第四分光组件124的反射，经过扫描组件126及反射镜130反射至扫描镜132后经由第一分光组件134反射，最后经过移动式光学透镜组件114，以将光束LI3投射到瞳孔P，由水晶体L将接近平行的光束LI3聚焦于聚焦点F1。
于此实施例中，光束LI3经眼睛组织反射后成为光束LR3，光束LR3依循原路径传递至第二分光组件112后，部分光能量反射至柱状透镜115后聚焦在光检测器116上。聚焦检测装置12的光检测器116与图2A～图2B的光检测器116相同，是具有四个象限A、象限B、象限C及象限D的四分割检测器。于图6A中，第一分光组件134与透镜1141之间的距离，恰使得光束LI3聚焦于视网膜R上的焦点F1。此时，光束LR3循原路径聚焦于光检测器116的屏幕116A(光检测器表面)的聚焦光点K1，聚焦光点K1落在象限A及象限C的能量减去聚焦光点K1落在象限B及象限D的能量是等于0。亦即，象限A及象限C所接受到的光强度与象限B及象限D所接受到的光强度相等。
接着，光检测器116将所接收到的入射信号光转为一电信号，并传递给控制模块（未绘示出）作判断，控制模块根据此电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离适中，此时第一分光组件134与透镜1141之间的距离，是使光束LI3可以正确的聚焦于视网膜R上。因此，光束LI1及光束LI2亦可以正确的聚焦于视网膜R。控制模块（未绘示出）不再移动控制位移台1142。
图6B绘示依照本发明另一实施例的诊断设备6B的光源聚焦于视网膜R前方的示意图。图6B所绘示的诊断设备6B的各部件及各光源的光路径是与图6A相同，仅光束的聚焦位置不同，于此将不再赘述其相同之处。于图6B中，光束LI2聚焦于视网膜R之前的聚焦点F2，光束LI2受到眼睛组织的反射后成为光束LR2，光束LR2循原路径传递直至经由第五分光组件122反射至影像模块128，影像模块128是将信号光转变为电信号以显示眼底扫描影像，由于光束LI2是聚焦于视网膜R之前，故影像模块128并无法提供清楚的眼底的视网膜R扫描影像。并且，由于光束LI1是聚焦于视网膜R前，光检测器181并无法依据光束LR1的光谱分析视网膜R的清楚的断层扫描影像。
于图6B的第一分光组件134与透镜1141之间的距离过大，光束LR3会提早缩束，光束LR3循原路径聚焦于光检测器116的屏幕116B(光检测器表面)的聚焦光点K2如图6B所示，聚焦光点K2落在象限A及象限C的能量减去聚焦光点K2落在象限B及象限D的能量是大于0。亦即，象限A及象限C所接受到的光强度比象限B及象限D所接受到的光强度强。
光检测器116接着将所接收到的入射信号光转为一电信号，并传递给控制模块（未绘示出）作判断，控制模块根据此电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离太大，并依据此电信号的结果控制位移台1142向第一分光组件134的方向移动，以缩短第一分光组件134与透镜1141之间的距离，调整光束LI3的聚焦位置，直到光束LI3的回光的光束LR3正焦于屏幕116B。
图6C绘示依照本发明又一实施例的诊断设备6C的光源聚焦于视网膜R后方的示意图。图6C所绘示的诊断设备6C的各部件及各光源的光路径是与图6A相同，仅光束的聚焦位置不同，于此将不再赘述其相同之处。于图6C中，光束LI2是聚焦于视网膜R的后方的聚焦点F3，受到眼睛组织E的反射后成为光束LR2循原路径传递至影像模块128，由于光束LI2并未正确地聚焦于视网膜R上，故影像模块128并无法提供清楚的视网膜R的眼底扫描影像。同样地，断层扫描装置18的光源180提供的光束LI1是聚焦于视网膜R的后方的聚焦点F3，故光束LR1循原路径传递至光检测器181后，光检测器181并无法依据光束LR1的光谱分析视网膜R的断层扫描影像。
如图6C所示，聚焦检测装置12的光源110提供一光束LI3聚焦于视网膜R的后方的聚焦点F3。接着，光束LI3受到眼睛组织E反射的光束LR3聚焦于光检测器116的屏幕116C(光检测器表面)的聚焦光点K3落在象限A及象限C的能量，减去聚焦光点K3落在象限B及象限D的能量是小于0。亦即，象限A及象限C所接受到的光强度比象限B及象限D所接受到的光强度弱。控制模块（未绘示出）根据光检测器116提供的电信号结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离太小，并依据此电信号的结果控制位移台1142朝远离第一分光组件134的方向移动，以增加第一分光组件134与透镜1141之间的距离，调整光束LI3的聚焦位置。
请参考图7A～图7C，其绘示如图5C的诊断设备2C分别于光源聚焦于视网膜R上、聚焦于视网膜R的前方及聚焦于视网膜R的后方的另一实施例的示意图。于此实施例的诊断设备的断层扫描装置18、眼底镜装置14及移动式光学透镜组件114，是与图6A～图6C的对应组件相同。图7A的聚焦检测装置12是与图3B的聚焦检测装置12D所对应组件相同。然而，于此实施例的聚焦检测装置12亦可以应用图3A的聚焦检测装置12C的形式，并不作限制。
如图7A所示，当光束LI3通过第二分光组件212并经由第二准直镜213准直后，通过第四分光组件124的反射至扫描组件126，并经由反射镜130反射至扫描镜132后经由第一分光组件134反射，通过移动式光学透镜组件114的透镜1141将光束LI3投射到瞳孔P，由水晶体L将接近平行的光束LI3聚焦于视网膜R上的聚焦点F1。接着，光束LI3经眼睛组织E反射成为光束LR3循原路径传递至第二分光组件212后，刀刃215的刀缘挡住大约一半的光束LR3的光能量，剩余的光束LR3则聚焦在光检测器216上。于图7A中第一分光组件134与透镜1141之间的距离，恰使得光束LI3正焦于视网膜R上的聚焦点F1。此时，光检测器216的屏幕216A(光检测器表面)上检测到的聚焦光点K4位于象限A及象限B之间。因此，聚焦光点K4位于象限A的能量减去聚焦光点K4位于象限B的能量是等于0。
光检测器216接着将所接收到的信号光转为电信号，并提供电信号给控制模块（未绘示出）。控制模块根据电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离适中，不再移动控制位移台1142来调整第一分光组件134与透镜1141之间的距离。
请参考图7B，图7B的诊断设备7B是相同于图7A的诊断设备7A，于此将不再赘述。如图7B所示，第一分光组件134与透镜1141之间的距离较大，光束LI3聚焦于视网膜R的前方的聚焦点F2，故回光的光束LR3会提早缩束。此时，光检测器216的屏幕216B(光检测器表面)上检测到的聚焦光点K5主要位于象限A，因此，聚焦光点K5位于象限A的能量减去聚焦光点K5位于象限B的能量是大于0。
光检测器116接着将所接收到的信号光转为电信号，并提供电信号给控制模块（未绘示出）。控制模块根据电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离太大，并依据此结果控制位移台1142朝向第一分光组件134的方向移动，以缩短第一分光组件134与透镜1141之间的距离，调整光束LI3的聚焦位置，直到光束LI3的回光的光束LR3正焦于屏幕216B。
图7C的诊断设备7C是相同于图7A的诊断设备，于此将不再赘述。于图7C中，第一分光组件134与透镜1141之间的距离较小，光束LI3聚焦于视网膜R之后方的聚焦点F3，故回光的光束LR3会延迟缩束，此时光检测器216的屏幕216C(光检测器表面)上的聚焦光点K6主要位于象限B。聚焦光点K6位于象限A的能量减去聚焦光点K6位于象限B的能量是小于0。接着，控制模块（未绘示出）根据光检测器216提供的电信号结果判断第一分光组件134与透镜1141之间距离太小，并依据此电信号的结果，控制位移台1142向远离第一分光组件134的方向移动，以增加第一分光组件134与透镜1141之间的距离并调整光束LI3的聚焦位置，直到光束LI3的回光的光束LR3正焦于屏幕216C。
请参考图8A～图8C，其绘示如图5C的诊断设备2C分别于视网膜R上、聚焦于视网膜R之前及聚焦于视网膜R之后的又一实施例的示意图。于此实施例的诊断设备的断层扫描装置18及眼底镜装置14及移动式光学透镜组件114是相同于图6A～图6C及图7A～图7C的对应组件，于此将不再赘述。值得注意的是，图8A的聚焦检测装置12是与图4B的聚焦检测装置12F所对应组件相同。然而，于此实施例的聚焦检测装置12亦可以应用图4A的的聚焦检测装置12E的形式，并不作限制。光检测器316及光检测器317例如是具有三个象限的三分割感测器，光检测器316的三个象限分别为象限C、象限D及象限C，光检测器317的三个象限分别为象限A、象限B及象限A。
请参考图8A，聚焦检测装置12的光源310可以提供一光束LI3，光束LI3通过第二分光组件312后，是经由准直镜313准直并通过第四分光组件124的反射，经过扫描组件126传经反射镜130反射到扫描镜132后，经由第一分光组件134反射且通过移动式光学透镜组件114的透镜1141将光束LI3投射到瞳孔P，由水晶体L将接近平行的光束LI3聚焦于视网膜R上的聚焦点F1，光束LI3接着经眼睛组织E反射后成为光束LR3。
图8A所示，回光的光束LR3通过第二分光组件312先反射至第三分光组件315，再通过第三分光组件315传递至光检测器317及光检测器316。当第一分光组件134与透镜1141之间的距离恰使得光束LI3正焦于视网膜R上的聚焦点F1时，光检测器317的屏幕317A(光检测器表面)上的聚焦光点K8是在第二准直镜焦点后，假设聚焦光点K8位于象限A的能量相加，再减去聚焦光点K8位于象限B的面积值等于P1。光检测器316的屏幕316A(光检测器表面)上的聚焦光点K7是在焦点前，假设聚焦光点K7位于象限C的能量相加，再减去聚焦光点K7位于象限D的能量值等于P2，则P1-P2=0。光检测器316及光检测器317接着将入射的信号光转为一电信号以提供给控制模块（未绘示出），控制模块根据电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离适中，不再移动控制位移台1142。
请参考图8B，光束LI3的光路径相似于图8A，于此不再赘述相同之处。值得注意的是，图8B的第一分光组件134与透镜1141之间的距离较大，光束LI3聚焦于视网膜R的前方的聚焦点F2，回光的光束LR3会提早缩束。此时，光检测器317的屏幕317B(光检测器表面)上的聚焦光点K10是远离正焦而变大，且聚焦光点K10位于象限A的能量相加，再减去聚焦光点K10位于象限B的能量值P1大于前述8A实施例的P1值。光检测器316的屏幕316B(光检测器表面)上的聚焦光点K9则因接近正焦而变小，且聚焦光点K9位于象限C的能量减去聚焦光点K9位于象限D的能量值P2小于前述8A实施例的P2值，因此，P1-P2>0。光检测器316及光检测器317接着将入射的信号光转为一电信号以提供给控制模块（未绘示出），控制模块根据电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离太大。因此，控制模块依据此电信号的结果控制位移台1142向靠近第一分光组件134的方向移动，以缩短第一分光组件134与透镜1141之间的距离，调整光束LI3的聚焦位置，直到光束LI3正确聚光于屏幕316B及屏幕317B。
请参考图8C，光束LI3的光路径相似于图8A，于此不再赘述相同之处。值得注意的是，图8C的第一分光组件134与透镜1141之间的距离较小，光束LI3聚焦于视网膜R之后方的聚焦点F3，回光的光束LR3会延迟缩束。此时光检测器317的屏幕317C(光检测器表面)上的聚焦光点K12是接近正焦而变小，且聚焦光点K12位于象限A的能量减去聚焦光点K12位于象限B的能量值P1小于前述8A实施例的P1值。光检测器316的屏幕316C(光检测器表面)上的聚焦光点K11则远离正焦而变大，且屏幕316C上的聚焦光点K11位于象限C的能量减去聚焦光点K11位于象限D的能量P2值大于前述8A实施例的P2值，因此，P1-P2<0。控制模块（未绘示出）根据光检测器316提供的电信号的结果判断第一分光组件134与透镜1141之间的距离太小，据以控制位移台1142向远离第一分光组件134的方向移动，以增加第一分光组件134与透镜1141之间的距离，调整光束LI3的聚焦位置，直到光束LI3正确聚光于屏幕316C及屏幕317C。
图9绘示如本发明又另一实施例诊断设备9的示意图。如图9所示，诊断设备9包括断层扫描装置18、光纤102、第一准直镜104、第一分光组件134、聚焦检测装置12、扫描装置16、目镜109及移动式光学透镜组件144。图9的诊断设备9与图1B的诊断设备1B相似，差异在于诊断设备9还包括目镜109，因此，主要用于眼睛组织E的角膜K、前房W或水晶体L的检测。
光纤102是选择性地设置，第一分光组件134例如是一分光镜、一分光绕射组件、一分光光纤组件或一分光波导组件。扫描装置16包括扫描镜108及扫描组件106，扫描组件106例如是一对检流计（Gavano-meter）扫描反射镜。断层扫描装置18可以包括断层扫描光源180及光检测器181。移动式光学透镜组件144包括一聚焦透镜1441及一位移台1442。
于此实施例中，光源180例如是一未准直的近红外光源，用以提供一光束LI12。聚焦检测装置12电性连接于移动式光学透镜组件144。光检测器181例如是一电荷耦合组件（CCD）、一互补性氧化金属半导体（CMOS）、一PIN(Positive Intrinsic Negative)检测器或雪崩式光检测器(AvalanchePhoto-diode)等。在其他实施例中，光源180亦可视需求选择其它波长范围的光源并不限于近红外波段的光源。
如图9所示的实施例，当光束LI12经过第一分光组件134、扫描装置16、目镜109后，是维持平行光，直到入射至移动式光学透镜组件144时，由于聚焦透镜1441可以将原本平行的光束LI12聚焦，利用控制承载聚焦透镜1441的位移台1442于光轴前后移动，可以调控光束LI12正确地聚焦于眼睛组织E的角膜K、前房W或水晶体L，使得光束LI12反射为一光束LR12。扫描装置16用以使入射至眼睛组织E的光束对特定组织（例如是角膜K、前房W或水晶体L）沿X轴及Y轴构成的面扫描。光束LR12聚焦于组织之间的界面时，特别是角膜与空气之间的界面，折射系数差异较为明显而可以接收到较强的信号强度。
如图9所示，第一分光组件134用以将光束LR12分为两个光路，分别传递至光检测器181及聚焦检测装置12。第一分光组件134例如为一分光镜时，所述分光镜例如是部分透光且部分反射的分光镜。聚焦检测装置12接收光束LR12的信号光后，再依据所检测到的信号控制位移台1142的移动以调整光束LI12的聚焦位置。
图10绘示如本发明一实施例诊断设备10的示意图。如图10所示，诊断设备10与图9的诊断设备9相似，相同之处容此不再赘述。差异在于移动式光学透镜组件145包括聚焦透镜1451、位移台1452及目镜109。因此，聚焦检测装置12电性连接于移动式光学透镜组件145。在调整光束LI12的聚焦位置时，聚焦透镜1451及目镜109是受到位移台1452的控制同时移动。
图11绘示如本发明一实施例诊断设备11的示意图。如图11所示，诊断设备11与图9的诊断设备9相似，相同之处容此不再赘述。差异在于移动式光学透镜组件146包括扫描装置16、聚焦透镜1461、位移台1462及目镜109。因此，聚焦检测装置12电性连接于移动式光学透镜组件146。在调整光束LI12的聚焦位置时，扫描装置16、目镜109及聚焦透镜1461是受到位移台1462的控制同时移动。
于一实施例中，亦可以设计移动式光学透镜组件146的位移台1462承载更大范围的组件作移动。举例而言，位移台1462还可以再承载第一分光组件134及聚焦检测装置12作位移，或是连同第一分光组件134、聚焦检测装置12、第一准直镜104与光纤102一起移动。
于此实施例中，前房镜、目镜与扫描镜的距离在自动对焦过程中不会随病人相对位置改变，因此，扫描镜出光条件也可以维持一定，而不会改变影像比例尺，可以应用于准确测量眼球组织尺寸或患部大小。举例来说，当前房断层扫瞄时，如果设定好聚焦透镜1461与目镜109的关系是远心（telecentric），亦即，任何由聚焦透镜1441或1451或1461出射的扫瞄光束其光轴都是平行于仪器的中心轴(或光轴)，如此一来最终影像的比例尺就一直固定。因此，移动式光学透镜组件146同时控制聚焦透镜1461、目镜109、扫描装置16的前后移动，可以保持各主要组件相对位置不变，扫描影像比例可以固定不变。
图12绘示如本发明图9的诊断设备9的细部构造示意图。如图12所示，诊断设备12包括断层扫描装置18、聚焦检测装置12及眼底镜装置14。断层扫描装置18包括断层扫描光源180及光检测器181。诊断设备12与图5A的诊断设备2A相似，容此不多赘述其相同之处。差异在于诊断设备12多了目镜109。聚焦透镜1141是受到位移台1142的控制以调整位置。因此，诊断设备12除了用于眼底检测以外，还可用于眼睛组织E的角膜K、前房W或水晶体L的检测。
以下说明利用Zemax光学设计模拟软件，建立如图6A的诊断设备6A的光学模拟图形的实验结果。
为了减少模拟的复杂度，适度简化图6A的诊断设备6A，所作的简化基本上几乎不影响最后结果。相关理由说明如下，请先参考图6A，自动聚焦检测模块12，在出光光路包含激光光源110、分光镜112及准直镜113。回光光路包括准直镜113（作为聚焦透镜）、分光镜112、柱状透镜115及四分割的光检测器116。
当激光光束LI3及光束LR3由准直镜113出射之后，受到准直镜113准直为一平行光，被第四分光组件124（例如是一反射镜）反射后入射至扫瞄组件126，然后再入射至反射镜130，经其反射后又入射至扫描镜132聚焦，然后被聚焦的光束又入射反射镜134，经反射镜134反射后又入射目镜114，最后再入射眼睛组织E1。
于此实施例中，聚焦检测装置12使用的激光光束在到达眼睛组织E以前，总共经过3个反射镜，亦即，第四分光组件124、反射镜130及反射镜134。由于上述的反射镜只是用来改变激光光束的行进方向，并不改变激光光束的聚焦或发散，因此，可以在不影响实际激光光束最终到达眼睛组织E前的特性的假设下，于模拟实验中省略此些反射镜。
图13绘示如图6A的诊断设备6A，省略第四分光组件124、反射镜130及反射镜134后，使用Zemax模拟软件所建立的诊断设备7A’的架构示意图。如图13所示，光源S提供波长780nm激光光束LE射出后，经过14.15mm的距离，接着入射6mm的分光菱镜140（材质为BK7），再经过3mm的距离后，入射外径为6.6mm的塑胶非球面准直镜142，此时光束LE变成平行光，此一平行光经过20mm的距离后，接着又入射至扫描镜组144(通常是二个Gavanometers以上的反射镜)。扫描镜组144例如是包括一马达或微马达（未绘示出），用以控制镜面的反射角度，调整平行的光束前进的方向。于此实施例中，扫描镜组144的两反射镜面的中心相距9.7mm，假设扫描镜组144的镜面在中心位置，此时激光光束LE经扫描镜组144的两反射镜反射后，接着入射至扫描镜146的中心。
于此模拟实验中，使用一对消色差镜组作为扫描镜146。消色差镜组的镜面参数由光入射方向朝光出射方向的曲率半径，分别为656.51mm、57.01mm、-57.01mm、57.01mm、-57.01mm及-656.51mm。消色差镜组的厚度由光入射方向朝光出射方向分别为4mm、6mm、5.45mm、6mm及4mm，消色差镜组的玻璃材质由光入射方向朝光出射方向则分别为SFL6、LAKN22、空气、LAKN22、SFL6。由扫描镜146出射之后的激光光束LE在距离扫描镜组144后42.54mm处先被聚焦，然后发散，行经19.23mm的距离后入射至目镜148。
于此模拟实验中，使用另一对消色差镜组作为目镜148。另一对消色差镜组的镜面参数由光入射方向朝光出射方向，分别为曲率半径392.21mm、42.9mm、-43.96mm、31.69mm、-28.45mm及-161.05mm。另一对消色差镜组的镜面厚度分别为4mm、6mm、3.97mm、8mm及4mm。且另一对消色差镜组的玻璃材质分别为SFL6、LAKN22、空气、LAKN22及SFL6。激光光束LE由目镜148出射之后经过距离为20.08mm的空气后，入射至眼睛组织E1的角膜K。
于此模拟实验中，眼睛组织E1是使用由Radiant Zemax网站提供的眼球模型，此眼球模型的直径是24mm，角膜厚度是0.52mm，前房W的厚度是2.7mm，虹膜I的厚度是0.1mm，水晶体L的厚度是4.3mm。激光光束LE入射至眼睛组织E1的角膜K后，经过16.38mm的距离到达视网膜R的表面。模拟实验中是使用Radiant Zemax公司提供的模拟的数据，举例来说，角膜为Cornea材质（n=1.38），房水及虹膜材质为Aqueous（n=1.34），水晶体材质为Lens（n=1.42），眼球内则为Aqueous（n=1.34）。激光光束LE经角膜K及水晶体L聚焦之后，聚焦在视网膜R表面，假设视网膜R的表面为平滑，且表面的反射率相对邻近组织较高，则大部分的激光光束LE将被反射回去，仅部分会穿透再反射，但是仍以视网膜R表面反射最强。
被视网膜R表面反射的激光光束LB在通过瞳孔P以后，大致会循原路径回光。也就是说，激光光束LB依次通过目镜148、扫描镜146、扫描镜组144，然后入射至准直镜142，接着入射至6mm的分光镜菱镜140。此时，部分的光束LB会被分光镜菱镜140反射，然后入射至柱状透镜149，柱状透镜149距离分光镜菱镜140约8mm。接着，再经过5.72mm的距离后，入射至四分割光检测器150。于此模拟实验中，柱状透镜149的曲率半径25mm，厚度1mm，材质为BK7。光检测器150的边长是123μm，邻近分割的间距是5μm。
图14A绘示依据图13的诊断设备7A’应用于一般眼睛组织E1所模拟的光束LE的光学路径示意图。如图14A所示，光束LE正确聚焦在视网膜R上。图14B绘示如图14A的视网膜R上聚焦光点M1的结果示意图。Zemax模拟软件依据图14B的结果分析，聚焦光点M1其RMS(Root mean square)的光点半径约为1.58μm，几何光学光点半径为5.2μm。
图15A绘示依据图13的诊断设备7A’应用于近视的眼睛组织E2所模拟的光束LE的光学路径示意图。如图15A所示，假设待测眼球是一近视眼，因此，眼睛组织E2的直径较标准值(例如是以眼睛组织E1为标准)大，为25mm，而眼睛组织E2的角膜K到水晶体L的参数与眼睛组织E1相同。则光束LE入射至眼睛组织E2后，不会正确聚焦在视网膜R上，并且光点M2会变大。如图15A所示，当光束LE入射至近视的眼睛组织E2，光束LE在视网膜R前聚焦。图15B绘示视网膜R上聚焦光点M2的结果示意图。Zemax模拟软件依据如图15A的视网膜R上的结果分析，聚焦光点M2其RMS(Root mean square)光点半径为23.092μm，几何光学光点半径为36.966μm。
图16A绘示图13的诊断设备7A’应用于近视的眼睛组织E2所模拟的光束LE自动聚焦的光学路径示意图。请同时参考图16A所示，当聚焦检测装置启动自动聚焦功能，位移台将目镜148向扫描镜146的方向移动至聚焦点后16.62mm(于图13的聚焦点至目镜148的距离是19.23mm)。此时，近视的眼睛组织E2的视网膜R聚焦状况及聚焦光点M3如图16B所示，光束LE（例如是一断层扫描光束）又正确聚焦在视网膜R上。并且，聚焦光点M3的RMS(Rootmean square)的光点半径由图15B的23.092μm缩小至1.66μm，此值是接近图14B的聚焦光点M1的RMS的光点半径1.58μm。此外，聚焦光点M3的几何光学光点半径为5.50μm，接近图14B的聚焦光点M1于无近视状况的眼睛组织E1的几何光学光点半径5.2μm接近，表示诊断设备7A’确实可以达到自动聚焦的效果。
图17是绘示依照图13的诊断设备7A’的架构下，光检测器所检测到的信号波形图。请同时参考图13及图17，在开始进行眼睛组织E’的测量前，因为诊断设备6A’尚无法确定待测的眼睛组织E’的正确聚焦位置是否在视网膜R。此时，位移台（未绘示）会自动地控制目镜148前后移动，以扫描眼底的视网膜R。接着，光检测器（未绘示）采用像散法运算以得到一离焦信号，此离焦信号即为图17所绘示的S形信号。
如图17所示，波形图的纵轴的单位为电压（V），横轴单位为20μm/格（μm/Div）。当电压为0时，表示聚焦光点正确地聚焦在视网膜R上。线性区(Linear range)的范围约为260μm。因为聚焦检测装置12的伺服系统启动后，可以轻易将离焦信号压缩到离焦信号峰值的1/10以下。也就是说，最终聚焦定位误差很容易控制在26μm（波峰值减波谷值的1/10）以下。由于一般OCT扫描深度约2mm，因此，26μm的误差是可接受的范围。
图18A绘示为依照本发明一实施例的诊断设备8A'以Zemax模拟软件的模拟架构示意图。图18A所绘示的诊断设备7A的模拟架构与图13的出光路径相似，并不多赘述。差异在图18A的诊断设备8A’的回光路径是利用刀缘法，在分光镜菱镜140下方8mm处，设置一刀刃159，以遮掉约一半的光束。于此实验中，光检测器160采用宽度为60μm的二分割正方形的光检测器芯片（Photo Detector Integrated Circuit，PDIC），分割间距0.5μm，设置于刀刃159下方6.82mm处。利用沿光轴前后移动扫描镜148，可得如图18B所示的离焦信号绘成的S曲线。如图18B所示，波形图的纵轴的单位为电压（V），横轴单位为50μm/格（μm/Div）。当电压为0时，表示聚焦光点正确地聚焦在视网膜R上。离焦信号绘成的S曲线的线性区长度约为300μm。诊断设备8A’的伺服系统在得到此S曲线后，会由位移台（未绘示）带动目镜148移动到离焦信号接近峰值的1/10以下位置，即完成正焦自动聚焦动作。
图19A绘示依照本发明一实施例的诊断设备9A’以Zemax模拟软件的模拟架构示意图。如图19A所示，波长780nm激光光束LE出光后经过28.37mm的距离，入射至6mm的分光菱镜140（材质BK7），再经过3mm的距离后，入射至外径6.6mm的玻璃平凸球面准直镜142。此时，光束LE变成平行光，此平行光经过20mm的距离后，入射至扫描镜组144。扫描镜组144的两面反射镜面中心相距9.7mm，假设扫描镜组144的镜面在中心位置，光束LE经二面镜子反射之后，接着入射至扫描镜146中心。
于此模拟实验中，是使用与第13图相同的消色差镜组作为扫描镜146，其镜面参数不再赘述。由扫描镜146出射之后的激光光束LE在扫描镜146后42.54mm处先被聚焦，然后发散，行经19.23mm的距离以后，接着入射至目镜148。
于此模拟实验中，是用另一对消色差镜组，其镜面参数与图13所使用的另一对消色差镜组相同，不再赘述。激光光束LE由目镜148出射之后，经56.44mm的空气以后，入射至聚焦透镜组190（或称前房镜组）。聚焦透镜组190是又另一个消色差镜组，其镜面参数由激光光束LE出光处朝待测眼睛组织处左向右分别为曲率半径26.12mm、-21.28mm及-137.09mm。又另一个消色差镜组的厚度分别为10mm及2.5mm，玻璃材质则分别为N-BAF10及N-SF6。激光光束LE出射前房镜后，经5mm距离的空气后，又经过一厚度4mm，材质为N-BK7的玻璃192，玻璃192可用以保护聚焦透镜组190，并提供色差补偿。再经过28.25mm的距离后，入射至角膜R表面，由于角膜R表面与空气有相对较大的折射系数差异，因此，可以产生有较强的反射光信号。于一实施例中，聚焦透镜组190与玻璃192是可以整合为一透镜组。
被反射的激光光束LB在通过前房镜190以后，大致会循原路径回去，依次通过目镜148、扫描镜146、扫描镜组144，然后入射至准直镜142，接着入射至6mm分光镜菱镜140。此时，部分光束LB会被反射，然后入射至分光镜菱镜140下方24mm处的柱状透镜149，最后再经过4.50mm的距离后入射四分割光检测器150。柱状透镜149及光检测器150与第13图所述相同，不再赘述。
图19B绘示如图19A的诊断设备9A’，以位移台沿光轴前后移动聚焦透镜190所得到的离焦信号。图19B所示，波形图的纵轴的单位为电压（V），横轴单位为30μm/格（μm/Div）。当电压为0时，表示聚焦光点正确地聚焦在视网膜R上。离焦信号绘成的S曲线的线性区长度约为500μm。
图20A绘示为依照本发明一实施例的诊断设备10A'以Zemax模拟软件的模拟架构示意图。图20A所绘示的诊断设备10A的模拟架构与图19A的出光路径相似，并不多赘述。差异在图20A的诊断设备10A’的回光路径是利用刀缘法，在分光镜菱镜140下方8mm处，设置一刀刃159，以遮掉一半的光束。于此实验中，光检测器170采用宽度为60μm的二分割正方形的光检测器芯片（PDIC），分割间距0.5μm，设置于刀刃159下方15.29mm处。利用沿光轴前后移动聚焦透镜190，可得如图20B所示的离焦信号绘成的S曲线。
如图20B所示，波形图的纵轴的单位为电压（V），横轴单位为50μm/格（μm/Div）。当电压为0时，表示聚焦光点正确地聚焦在视网膜R上。离焦信号绘成的S曲线的线性区长度约550μm。诊断设备10A’的伺服系统在得到此S曲线后，会由位移台（未绘示）带动聚焦透镜190移动到离焦信号接近峰值的1/10以下位置，即完成正焦自动聚焦动作。由于误差最多为55μm的大小，比起OCT的扫描深度2mm来说，是可以忽略。
综上所述，上述实施例利用聚焦检测装置及聚焦检测方法，可以判断移动式光学透镜组件与分光组件之间偏离焦距的程度，并得出一对应的信号。并且，控制模块可以根据此信号，推动移动式光学透镜组件以调整移动式光学透镜组件与分光组件之间的距离，使得聚焦检测装置的光束得以正确地聚焦于眼睛组织的角膜K、前房W、水晶体L或视网膜R上。由于断层扫描装置的光源、眼底镜的光源及聚焦检测装置的光源所提供的光束，皆是通过分光组件与移动式光学透镜组件的透镜聚焦于角膜K、前房W、水晶体L或视网膜R。因此，当分光组件与透镜之间的距离，是使光束LI3可以正确的聚焦于角膜K、前房W、水晶体L或视网膜R时，光束LI1及光束LI2亦可以正确的聚焦于角膜K、前房W、水晶体L或视网膜R。如此一来，即完成断层扫描装置及眼底镜装置的自动聚焦的动作。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (25)

1.一种具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，包括：
一影像检测装置，包括一第一光源及一第一光检测器，该第一光源是提供一第一入射光，该第一入射光入射至一待测物产生一第一信号光，该第一光检测器用以接收该第一信号光；
一第一扫描装置，用以调整该第一入射光的路径，以对该待测物进行扫描；
一移动式光学透镜组件，设置于该第一扫描装置与该待测物之间的该第一入射光的路径上，该移动式光学透镜组件具有一透镜及一位移台，该位移台是承载该透镜；
一聚焦检测装置，包括：
一第二光检测器，用以检测该待测物反射的一第二信号光；
一聚焦误差产生组件，设置于该第二光检测器及该移动式光学透镜组件之间；及
一控制单元，电性连接于该第二光检测器及该位移台，以依据该第二信号光所转换成的电信号控制该位移台的移动并调整该第一入射光的聚焦位置；以及
一第一分光组件，用以将该第一信号光传递至该第一光检测器且将该第二信号光传递至该第二光检测器。
2.根据权利要求1所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该移动式光学透镜组件的该透镜是一聚焦透镜，且该诊断设备还包括一目镜设置于该第一扫描装置与该移动式光学透镜组件之间。
3.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，还包括一光纤及一第一准直镜设置于该第一光源与该第一扫描装置之间。
4.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦检测装置还包括一第二光源及一第二分光组件，其中该第二光源用以提供一第二入射光，该第二入射光经该第二分光组件后入射至该待测物，并由该待测物反射为该第二信号光。
5.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第二信号光为该第一信号光所提供的信号。
6.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第一扫描装置包括一第一扫描镜与一第一扫描组件，该第一扫描组件为一对扫描反射镜。
7.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该影像检测装置为一断层扫描装置，该第一光源包括一断层扫描光源，该第一光检测器为一光谱仪，该第一入射光经该待测物反射为该第一信号光。
8.根据权利要求1所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该影像检测装置为一眼底镜装置，该第一光源是为一眼底镜光源，该待测物为一眼睛组织，该第一光检测器为一影像模块，用以将所接收的该第一信号光转化为一影像信号并显示于一屏幕上。
9.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第一光检测器为一电荷耦合组件或一互补性氧化金属半导体、PIN检测器或雪崩式光检测器。
10.根据权利要求1所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该影像检测装置包括一断层扫描装置及一眼底镜装置，该第一光源包括一断层扫描光源及一眼底镜光源，该第一光检测器包括一光谱仪及一影像模块，该第一入射光经该待测物反射为该第一信号光。
11.根据权利要求8或10所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，还包括一第二扫描装置，设置于该眼底镜光源及该移动式光学透镜组件之间，用以调整该眼底镜光源的光学路径以扫描该眼睛组织。
12.根据权利要求11所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第二扫描装置包括一第二扫描组件及一第二扫描镜，该第二扫描组件为一另一对扫描反射镜。
13.根据权利要求1所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该影像检测装置包括一断层扫描装置及一眼底镜装置，该第一光源包括一断层扫描光源或一眼底镜光源，该第一光检测器包括一光谱仪及一影像模块，该第一入射光经该待测物反射为该第一信号光。
14.根据权利要求1或2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第二信号光为一离焦信号。
15.根据权利要求14所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦误差产生组件为一透光平板，该聚焦检测装置还包括一第二准直镜，该第二准直镜设置于该移动式光学透镜组件及该第二光检测器之间，且该透光平板是倾斜的方式设置于该第二准直镜及该第二光检测器之间。
16.根据权利要求15所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦检测装置还包括一第二光源及一第二分光组件，该第二光源用以提供一第二入射光，该第二入射光经该待测物反射为该第二信号光，该第二分光组件设置于该第二光源及该第二光检测器与该第二准直镜之间。
17.根据权利要求14所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦误差产生组件为一柱状透镜，该聚焦检测装置还包括一第二准直镜，该柱状透镜及该第二准直镜设置于该移动式光学透镜组件及该第二光检测器之间，且该柱状透镜是设置于该第二准直镜及该第二光检测器之间。
18.根据权利要求17所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦检测装置还包括一第二光源及一第二分光组件，该第二光源用以提供一第二入射光，该第二入射光经该待测物反射为该第二信号光，该第二分光组件设置于该第二准直镜及该柱状透镜之间。
19.根据权利要求14所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦误差产生组件为一刀刃，该聚焦检测装置还包括一第二准直镜，该第二准直镜设置于该移动式光学透镜组件及该第二光检测器之间，且该刀刃设置于该第二准直镜与该第二光检测器之间。
20.根据权利要求19所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦检测装置还包括一第二光源及一第二分光组件，该第二光源用以提供一第二入射光，该第二入射光经该待测物反射为该第二信号光，该第二分光组件设置于该第二准直镜及该刀刃之间。
21.根据权利要求14所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦误差产生组件为一第二分光组件及一第三光检测器，该聚焦检测装置还包括一第二准直镜，该第二准直镜设置于该移动式光学透镜组件及该第二光检测器之间，且第二分光组件设置于该第二准直镜及该第二光检测器之间，且该第二光检测器及该第三光检测器分别设置于该第二分光组件的两个出光面。
22.根据权利要求21所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该聚焦检测装置还包括一第二光源一第三分光组件，该第二光源设置于该第三分光组件的一入光面，该第三分光组件设置于该第二分光组件及该移动式光学透镜组件之间。
23.根据权利要求2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该位移台还承载该目镜。
24.根据权利要求2所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该位移台还承载该目镜及该第一扫描装置。
25.根据权利要求23或24所述的具有自动对焦功能的诊断设备，其特征在于，该第一分光组件设置于该第一扫描装置远离该移动式光学透镜组件的一侧。
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