CN106999033B - 扫描视野计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扫描视野计。该扫描视野计包括：‑照射器(11)，适于投射照射光束(1)，以照射眼睛(100)的视网膜(101)；‑获取器件(27)，适于接收由视网膜反射的光(2)并获取视网膜的图像；‑扫描器件(17)，适于沿着扫描方向(DS)并以扫描周期(TS)在视网膜的表面上循环移动所述照射光束(1)；‑光束分离器件(16)，适于分离所述照射光束(1)与由视网膜反射的光(2)；‑控制单元(50)，用以控制所述扫描视野计的操作。该扫描视野计还包括：‑第一投射器件(30)，适于投射第一投射光束(3)，以均匀地照射视网膜(101)的部分(1101)，在所述扫描视野计的操作期间，所述第一投射光束(3)在第一交叉区域(102A)(所述照射光束(1)在所述第一交叉区域通过瞳孔)和第二交叉区域(102B)(由视网膜反射的光(2)在所述第二交叉区域通过瞳孔)之间的第二分离区域(102A)处通过瞳孔(102)；‑第二投射器件(41)，适于投射第二投射光束(4)，以在视网膜(101)上投射至少一个固定目标，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二投射光束(4)在所述第一交叉区域(102A)或所述第二交叉区域(102B)处通过瞳孔(102)；‑第三投射器件(42)，适于投射第三投射光束(5)，以在视网膜(101)上投射至少一个光刺激，在所述扫描视野计的操作期间，所述第三投射光束(5)在所述第一交叉区域(102A)或所述第二交叉区域(102B)处通过瞳孔(102)。

Description

扫描视野计

技术领域

本发明涉及眼睛检查装置的领域，尤其涉及用于测量眼睛的视觉功能的装置。

背景技术

在眼科领域，视野测量技术对于测量眼睛的视觉功能是已知的。

根据这种方法，向患者显示位于视野的可选择位置并叠加在均匀强度的光背景上的各种形状和强度的光刺激。

在检查期间，患者朝光固定目标看，以便保持眼睛静止并且指示他/她是否看到所投射的光刺激。

以这种方式，可以确定患者眼睛在视野的各个不同点仍然能够看到的光强度的最小阈值。

这允许追踪被用于医学诊断的眼睛的视觉灵敏度的图。

对于眼睛检查装置，已知众多示例，通常被称为术语“视野计”，并且其如上所述允许实现用于测量视觉功能的视野测量技术。

这些装置中的一些包括用于在视网膜上投射均匀光背景的系统和用于投射可选择性地定位在眼睛视野内的可见刺激的系统。

在一些现有技术的视野计中，这些投射系统与允许获取视网膜的图像的系统可操作地相关联。

鉴于在计算这些光刺激的位置时可以补偿患者眼睛的任何运动，这种类型的装置的特征在于光刺激的定位的高精度。

此外，除了视野测量测试的结果之外，这些装置还能够提供眼底的图像。这对于医学诊断常常是有用的。

在专利文档US6705726、US7690791和WO2010113193中描述了能够获取视网膜图像的视野计的示例。

专利US7690791描述了用于获取视网膜的图像的共焦系统和可以定位在患者眼睛前面的显示器之间的组合。可以选择性地定位在视野中的光刺激被投射在显示器上。

该文档不提供用于沿着指向患者眼睛的公共光学路径产生上述显示器和共焦获取系统之间的光学集成的实用解决方案。

专利US6705726描述了视网膜的图像获取系统和能够向患者显示均匀的光背景、固定目标和光刺激以测试眼睛的视觉功能或进行其他测试的LCD显示器之间的组合。

图像获取系统(在这种情况下不是共焦类型)用红外光照射患者的视网膜并记录所述视网膜的视频。

已经看到，这种获取系统常常提供低对比度的红外图像，对于医学诊断用处很小并且难以用来实时地检测眼睛运动。

使用LCD显示器来投射光刺激有一些缺点。其中最重要的是：

-光刺激强度的低精度：从显示器表面的不同区域投射的光刺激，其可以具有彼此不同的特性；

-光刺激强度的低变化区间(动态范围)：一般而言，可以在投射的光刺激的最小和最大强度之间获得大约30dB的变化(对于不使用液晶的其他溶液，可以达到大约50dB的变化区间)；

-光刺激的离散形式：投射的光刺激通常由几个像素组成；

-刺激的表面上的光强度的变化(像素表面处的亮区域和相邻像素之间的边界处的暗区域)；

-光刺激强度随着LCD显示器的温度的变化。

专利申请WO2010/113193描述了一种扫描视野计，所述扫描视野计包括使用红外光来照射视网膜的共焦线扫描类型的视网膜的图像的获取系统。这种获取系统与通过冷光镜的方式与机器的光学路径耦合的投射组件可操作地相关联。投射组件包括分别产生固定目标、均匀的光背景和光刺激以测量视网膜的灵敏度的光学元件。

该专利文档中描述的装置在结构复杂性和在工业规模生产的成本方面具有相当大的缺点。

除了线扫描获取系统之外，该装置还包括投射组件，该投射组件除了别的之外提供使用多个发射器、两个分光器、冷光镜、至少两个透镜以及用于使镜子运动以修改投射在视网膜上的视觉刺激的位置的双向机电系统。

为了投射均匀的光背景，上述扫描视野计使用与视网膜光学共轭的光表面，其生成具有均匀强度的光。

鉴于所生成的光背景的均匀性基本上依赖于所使用的组件的质量，这种解决方案一般是昂贵的。

此外，由于会沉积在上述投射表面上的污垢，所投射的光背景可能具有不均匀的区域，这将以具有明确界定的轮廓的黑色标记的形式对患者可见。

发明内容

本发明的主要目的是提供允许解决上面指示的现有技术的问题的扫描视野计。

在该目的中，本发明的目标是提供能够进行视野测量测试和获取视网膜图像的多功能扫描视野计。

本发明的另一个目标是提供允许进行不同类型的视觉功能测试(包括在白色背景上利用白光刺激的视野测量测试和在黄色背景上利用蓝光刺激的视野测量测试)的扫描视野计。

本发明的另一个目标是提供具有一些自动功能(例如通过曝光的自动调节来获取视网膜的图像)的扫描视野计。

本发明的另一个目标是提供能够例如通过所检查的眼睛的运动的实时补偿来进行眼睛的视觉功能的更精确的测量的扫描视野计。

本发明的另一个目标是提供易于以具有竞争力的成本以工业规模生产的扫描视野计。

根据本发明，这个目的和这些目标连同将根据后续描述和根据附图更加明显的其他目标是通过根据权利要求1和根据以下所附的相关从属权利要求的视野计来实现的。

附图说明

根据本发明的扫描视野计的进一步的特性和优点将参考以下给出的描述并参考附图而更加明显，所提供的描述和附图纯粹是用于解释性和非限制性的目的，其中：

图1示意性地在其实施例中示出了根据本发明的扫描视野计；

图2至图5示意性地示出了图1的扫描视野计的一些细节；

图6示意性地在其另一个实施例中示出了根据本发明的扫描视野计；

图7示意性地在其实施例示出了根据本发明的扫描视野计；

图8示意性地示出了图6的扫描视野计的一些细节；

图9示意性地示出了图7的扫描视野计的一些细节；以及

图10至图11示意性地在其实施例的另一变体中示出了图1的扫描视野计的一些细节。

具体实施方式

参考图1，本发明涉及扫描视野计500。

视野计500包括照射器11，照射器11包括至少一个光源。

视野计500包括光学照射路径1A，由照射器11投射的照射光束1沿着该光学照射路径1A到达眼睛100的视网膜101。

因此，在视野计500的操作期间，光学路径1A从照射器11延伸到视网膜101。

优选地，照射器11被布置成朝着视网膜投射光束1，在视野计500的操作期间，该光束1意在照亮沿着延伸的主轴具有光线形状的视网膜的一部分。

照射光束1在第一交叉区域102A(图2，视图2A)通过眼睛的瞳孔102。

视野计500包括适于接收由视网膜101反射的光的光束2并获取所述视网膜的一个或多个图像的获取器件27。

视野计500包括光学获取路径(或光学成像路径)2A，由视网膜101反射的光2沿着该光学获取路径2A到达获取器件27。因此，在视野计500的操作期间，光学路径2A从视网膜101延伸到获取器件27。

视野计500包括适于循环进行视网膜101的光学扫描的扫描器件17。

通过沿着扫描方向DS(图3)并以周期TS移动由照射器11在视网膜101的表面上投射的照射光束1，进行每次光学扫描。

通过扫描器件17，由照射器投射的光线在光学扫描期间根据扫描方向DS沿着视网膜的表面周期性地移动。

优选地，扫描器件17还具有沿着光学路径2A朝获取器件27引导由视网膜反射的光2的至少一部分的功能。

视野计500包括适于分离照射光束1与由视网膜反射的光2的光束分离器件16。

特别地，光束分离器件16适于在眼睛的瞳孔102和与视网膜光学共轭的表面处、在照射光束1和由视网膜反射并由获取器件27用来获取图像的光的光束2之间创建分离区域102D。

照射器11、光束分离器件16以及扫描器件17有利地沿着光学路径1A(参照照射光束1的方向D1)串联布置。

优选地，视野计500包括沿着照射器11和光束分离器件16之间的光学路径1A布置的第一光学器件15。

优选地，视野计500包括沿着光学路径1A布置在扫描器件17的下游(参考照射光束1的行进方向D1)以便被照射光1通过的扫描光学器件18和目镜19。

扫描器件17、光束分离器件16以及获取器件27有利地沿着光学路径2A(参考光束2的行进方向D2)串联布置。

此外，目镜19和扫描光学器件18沿着在反射光2到达扫描器件17之前被反射光2通过的光学路径2A布置。

优选地，视野计500包括沿着光学路径2A布置以便在视野计500的操作期间与视网膜101光学共轭的共焦光阑23。

为了更清楚地解释，在本发明的范围内，指定“光学共轭”的定义识别在光学共轭的确切位置或光学共轭的确切位置的(相对于视野计500的光学路径的长度)相对小的邻域中定位。

共焦光阑23优选地包括至少一个共焦开口231，其允许反射光2的一部分通过并且能够至少部分地阻止由视野计500或眼睛100的一些表面反射的、不与视网膜光学共轭的光。

优选地，视野计500还包括沿着扫描器件17和获取器件27之间的光学路径2A布置的第二光学器件21、镜子22A或分束器22B、第三光学器件25、物镜26。

提供具有不同于上述附图中所示构造的镜子或光阑的使用的其他构造变体是可能的。

优选地，照射器11包括由LED(发光二极管)组成的至少一个第一光源。

优选地，获取器件27由例如数字摄像机的CCD或C-MOS传感器组成。它们在接收表面处接收光2并且有利地允许视网膜101被观察和拍摄。

优选地，光束分离器件16包括分离光阑161，其在视野计500的操作期间与瞳孔102光学共轭。

优选地，光束分离器件16包括适于使由扫描器件17引导的反射光2沿着获取路径2A转向的镜子162。

优选地，分离光阑161包括分别用于照射光束1和由视网膜反射的光通过的成形开口161A、161B。

优选地，扫描器件17进行周期性的扫描运动，其循环地将照射光束的反射方向在两个端部位置(下文中称为行程结束位置)之间移动。

优选地，扫描器件17包括绕旋转轴振荡的共振镜。

优选地，镜子17包括两个相对的反射表面。

例如，提供使用多面镜、微镜阵列等的其他构造性解决方案是可能的。

为了更清楚地解释，应当指出，当照射器11被停用(即，不向视网膜101投射光)时，扫描器件17也可以操作(即，在上述行程结束位置之间进行周期性的扫描运动)。

当扫描器件17和照射器11被激活时，扫描器件17进行视网膜101的一个或多个光学扫描，从而沿着扫描方向DS移动投射在视网膜101的表面上的光束1(优选地基本上以光线的形状)。

现在更详细地描述关于获取视网膜101的图像的视野计500的一般操作。

由照射器11投射的照射光束1通过光学器件15和光束分离器件16，尤其是在分离光阑161的开口161A处。

照射光束1被扫描器件17扫描，扫描器件17通过绕其旋转轴移动来将其朝视网膜101引导。它通过扫描光学器件18和目镜19并进入眼睛100，以照亮视网膜101。

为了进入眼睛，照射光束1在第一交叉区域102A通过瞳孔102(图2，视图3A)。

在视网膜101上，照射区域由被照射器11投射的光图像组成。该照射区域(优选地以光线的形状)根据由扫描器件17设置的扫描方向DS沿着视网膜移动。扫描方向DS基本上垂直于该光线的延伸的主轴。

被光束1照射的由视网膜101反射的光通过瞳孔102从眼睛出射。

由视网膜反射的光被沿着光学路径2A引导其的扫描器件17去扫描(descanned)。

由视网膜反射的光通过光束分离器件16，尤其是通过分离光阑161的开口161B。该开口(从到达分离光阑161的由视网膜反射的光中)选择由视网膜反射并朝着获取器件27被引导并被获取器件27用来获取视网膜的图像的光的光束2。

光束分离器件16(尤其是分离光阑161和相关的开口161B)在扫描视野计的操作期间在瞳孔102处定义第二交叉区域102B，在所述第二交叉区域，由视网膜反射并被获取器件27用来获取视网膜的图像的光的光束2通过瞳孔(图2，视图2A)。

分离区域102D位于交叉区域120A、102B之间。

交叉区域102A、102B和分离区域102D的构造不意在限于图2的视图2A中所示的构造。

其他解决方案是可能的，根据这些解决方案，相对于图2的视图2A中所示的那些，区域102A、102B和102D中的一些或全部被划分成分离的部分或具有不同的形状。

例如，可能的解决方案可以提供单个中心交叉区域102A和划分成位于区域102A的一侧和另一侧的两个部分的交叉区域102B的存在。在这种情况下，分离区域102D也将被划分成两个横向部分，每个横向部分位于中心交叉区域102A和交叉区域102B的对应横向部分之间。

另一个示例可以包括中心盘形状的交叉区域102B，其被环形的分离区域102D并被交叉区域102A包围，相应地交叉区域102A是环形的、定位在分离区域102D外侧。

在瞳孔102处光束1、2的分离大大降低了来自眼睛的除视网膜之外的表面的照射光1的不期望的反射到达获取器件27的可能性。

由分离器件16选择的光束2通过光学器件21、被镜子22反射、通过共焦光阑23、被镜子24反射并通过光学器件25。

光束2通过共焦光阑23大大降低了来自位于与视网膜101不同或与所述视网膜光学共轭的平面中的物体的不期望的反射到达获取器件27的可能性。

光束2再次被扫描器件17扫描并朝着获取器件27被引导。

光束2通过物镜26，以到达获取视网膜101的一个或多个图像的获取器件27。

关于视网膜的图像的获取系统，实施例的进一步的变体是可能的。

例如，获取器件27可以包括线性传感器并且被定位成代替共焦光阑23。

视野计500还包括控制单元50以控制所述视野计的操作，例如进行信号获取、数据存储、数据计算和控制信号生成功能。

优选地，控制单元50可以由计算机组成。

控制单元50与照射器11、扫描器件17和获取器件27可操作地相关联，并且能够通过生成合适的控制信号来控制其操作。

为了生成这些控制信号，控制单元50优选地执行存储在所述控制单元的一个或多个存储器位置中的合适的软件指令。

控制单元50还可以与用于输入手动命令或用于执行配置或编程操作的人机界面60可操作地相关联。

根据本发明，视野计500还包括：

-第一投射器件30，其适于投射第一投射光束3，以均匀地照射视网膜的部分1101；

-第二投射器件41，其适于投射第二投射光束4，以在视网膜101上投射至少一个固定目标；

-第三投射器件42，其适于投射第三投射光束5，以在视网膜101上投射至少一个光刺激。

根据本发明，在扫描视野计500的操作期间：

-第一投射光束3在包括在照射光束1通过瞳孔的第一交叉区域102A和由视网膜反射的光的光束2通过瞳孔的瞳孔102B的第二交叉区域之间的分离区域102D处通过瞳孔102；

-第二投射光束4在第一交叉区域102A或第二交叉区域102B处通过瞳孔102；

-第三投射光束5在第一交叉区域102A或第二交叉区域102B处通过瞳孔102。

控制单元50可操作地与投射器件30、41、42相关联，并且能够通过生成合适的控制信号来控制其操作。

优选地，第一投射器件包括一个或多个第一发射器301、302。

优选地，发射器301、302可以由控制单元50彼此分离地激活。

优选地，第一发射器301、302包括至少一个LED。

优选地，第一发射器301、302包括能够发射具有不同光谱带的光的多个LED。

上述第一发射器可以包括一个或多个白LED 301，以例如在白色背景上使用白色刺激的第一类型的视野测量测试期间投射白光背景。

上述第一发射器还可以包括能够发射具有各种波长的彩色光的一个或多个LED302，尤其是黄LED，以例如在黄色背景上使用蓝色刺激的第二类型的视野测量测试期间投射黄光背景。

如上面所指出的，在视野计500的操作期间，第一投射光束3在分别在照射光束1和由视网膜反射的光的光束2的交叉区域102A、102B之间定位的分离区域102D处通过瞳孔102(图2的视图2A或图8)。

视野计500的这种特性提供了在与瞳孔102光学共轭并且包含在光束1、2之间的区域中生成投射光束3的可能性，投射光束3有利地不干扰光束1、2。

优选地，第一投射器件30可操作地定位在位于照射光束1和由视网膜反射的光的光束2之间的视野计500的第一区域中，在与瞳孔102共轭的表面102C附近(图1和图2的视图2B)。

投射器件30(在视野计500的操作期间)在邻近瞳孔102的共轭102C的区域中的定位允许第一投射器件30投射能够均匀地照射被检查的视网膜的整个部分1011的投射光束3。

第一投射器件30可以定位在光束的第一分离器件16所位于的相同区域中，尤其是在邻近分离光阑161的区域中。

优选地，第一投射器件30定位在包含在光束分离器件16和扫描器件17之间的区域中。

如图1和图2的视图2B中所示，用于第一投射器件30的操作组件的优选区域位于照射光束1和由视网膜反射的光的光束2之间的光阑161附近。

从这个区域，第一投射器件30朝着将其朝着光学器件18反射的扫描器件17投射光束3。

第一投射器件30有利地在由扫描器件17实现的光学扫描的任意时刻生成(在角度方向上)足够宽的光束3，以覆盖光学器件18的整个表面。

以这种方式，投射光束3始终覆盖光学器件18的表面，优选地是均匀地覆盖。

通过光学器件18的投射光束3在方向D3上继续并通过目镜19，目镜19将其集中在分离区域102D中，在该分离区域102D中投射光束3通过瞳孔102。

在交叉区域102D的下游，投射光束3继续发散，越来越多地扩展，直到它照射正被检查的视网膜的整个部分1011。

以这种方式，可以以简单的方式产生进行视野测量测试所需的均匀光背景，并且最重要的是不干扰照射光束1和由视网膜反射并被用来获取视网膜的图像的光的光束2的光学路径。

第一投射器件30可以包括第一投射掩膜(未示出)，其包括与第一发射器301、302可操作地相关联的一个或多个开口。

原则上，第二和第三投射器件可以定位在视野计500的两个不同区域处。

可替代地，它们可以集成在相同的投射单元40中(参见例如图3、图9)。

在图1中所示的实施例中，扫描视野计500包括将投射光束4、5插入到光学获取路径2A中的分束器22B。通过分束器22B，投射器件41、42将相关的投射光束4、5在方向D4上投射，直到到达视网膜101为止。

光束4、5在被从眼睛100出射的、由视网膜反射的光的光束2通过的相同交叉区域102B处通过瞳孔102，如图1和图2的视图2A中所示。

优选地，第二投射器件41包括一个或多个第二发射器411和设有与发射器411可操作地相关联的一个或多个第二开口4101的第二投射掩膜410。

优选地，发射器411可以由控制单元50彼此分离地激活。

投射掩膜410的开口4101允许由发射器411发射的光的一部分朝着视网膜101被投射。

优选地，在所述视野计的操作期间，至少投射掩膜410定位在视野计500的基本上与视网膜101共轭的第二区域中。

以这种方式，由发射器411背光照射的开口4101的图像可以聚焦在视网膜101上。

优选地，第三投射器件42包括一个或多个第三发射器421、422、423和设有与第三发射器421、422、423可操作地相关联的一个或多个第三开口4201、4202、4203的第三投射掩膜420。

优选地，发射器421、422、423可以由控制单元50彼此分离地激活。

优选地，第三投射器件42可以沿着基本上垂直于扫描方向DS的方向DA可逆地移动，其中扫描器件17沿着扫描方向DS移动视网膜上的照射光束1。

图3、图5、图9示出了第三投射器件42的运动是平移型的解决方案。

投射器件42的运动也可以是不同的类型。

例如，投射器件42可以在圆弧上进行运动(变体未示出)。在这种情况下，方向DA将是与所述圆弧相切的方向。

优选地，视野计500包括(有利地由控制单元50控制)的致动器43，以选择性地调节第三投射器件42的位置。

优选地，在所述视野计的操作期间，至少投射掩膜420定位在视野计500的基本上与视网膜101共轭的第二区域中。

以这种方式，由发射器421背光照射的开口4201的图像可以聚焦在视网膜101上。

优选地，第三发射器421、422、423包括至少一个LED。

优选地，第三发射器421、422、423包括能够发射具有不同光谱带的光的多个LED。

优选地，第三发射器421、422、423包括至少一个白LED。

优选地，第三发射器421、422、423包括至少一个蓝LED。

优选地，投射掩膜420包括彼此具有不同尺寸的多个第三开口4201、4202、4203。

参考图5，发射器421、422可以由白LED组成，并且对应的开口4201、4202可以由具有不同直径的圆形孔组成。

以这种方式，可以例如在利用白光背景上投射的白光刺激的视野测量测试期间，在视网膜上投射具有不同直径的白光刺激。

发射器423可以由蓝LED组成，蓝LED例如在利用黄光背景上投射的蓝光刺激的视野测量测试期间，适于在视网膜上通过对应开口4203投射蓝光刺激。

优选地，扫描器件17适于沿着扫描方向DS循环地移动第二投射光束4和第三投射光束5，第二投射光束4和第三投射光束5分别由第二投射器件41和由第三投射器件42投射在视网膜101的表面上。

优选地，第二和第三投射器件41、42适于以与扫描器件17的运动同步的方式，投射作为短持续时间的光脉冲的第二和第三投射光束4、5。

第二和第三投射器件41、42可以由控制单元50以特定的激活频率来激活，该激活频率优选地是可调节的。

优选地，第二和第三投射器件41、42的激活频率等于扫描器件17的扫描频率1/TS，或者等于扫描频率1/TS的两倍或小于扫描频率1/TS。

图3示意性地示出了在掩膜410、420的组装区域处视网膜RC的光学共轭。

由第二投射器件41发射的投射光束4在到达视网膜101之前被扫描器件17扫描。

因此，开口4101的光图像在视网膜101上描述从被检查的视网膜的部分1011的一侧到另一侧的线性运动。以这种方式，每个发射器411可以将光投射在根据由扫描器件17设置的扫描方向DS定向的视网膜的线性带上。

为了在视网膜101上投射固定目标，在视野的给定位置中，控制单元50选择对应于期望的固定目标的位置并以与扫描器件17的循环运动同步的方式循环激活如此选择的发射器411。

发射器411被激活相对于扫描周期TS非常短的时间间隔DT，并且在扫描周期TS的剩余时间维持停用。

在本发明的范围内，如果其持续时间小于TS/50，则时间间隔DT相对于扫描周期TS非常短。

该解决方案允许由于激活周期DT期间由扫描器件17设置的投射光束4的运动而由固定目标在视网膜上的运动而引起的模糊减少到可接受的限度内。

鉴于被投射的光脉冲的短持续时间，患者的眼睛感知到在扫描方向上仅略微伸长的照射区域，因此具有与掩膜410的开口4101的图像基本相似的形状。

有利地，激活间隔DT的开始相对于扫描器件17的行程结束时刻延迟，其中该时间延迟对应于固定目标期望的位置。

该延迟定义固定目标沿着由对应于所选择的发射器411的开口4101的图像扫描的视网膜的线性区域的位置。

通过适当地选择该延迟，可以沿着由开口4101的图像扫描的视网膜的线性区域在随机位置投射固定目标。

固定目标的投射可以通过以发射器411的激活频率(等于扫描器件17的扫描频率1/TS)循环地投射持续时间DT的光脉冲来获得。

如果投射固定目标的激活频率足够高，例如高于大约25Hz，则眼睛感知到持续的固定目标。

可以以两倍于扫描频率1/TS的激活频率投射固定目标。

在这种情况下，发射器411的激活在扫描器件17(沿着扫描方向DS)的向前运动期间和返回运动期间都发生。

对于向前和返回运动使用不同的延迟是有利的，使得视网膜上的固定目标总是投射在相同的位置。

固定目标利用两倍于扫描频率1/TS的发射器411的激活频率的投射具有允许患者对于较低的扫描频率1/TS也感知持续的固定目标的优点。

在扫描频率1/TS足够高的情况下，也可以利用相对于扫描频率1/TS较低的激活频率投射固定目标。

以这种方式，可以有利地降低固定目标的光强度，从而调节发射器411的激活频率而不调节其电源电流。

在测试期间，患者注视投射在他/她的视网膜上的固定目标，其目的是维持眼睛静止并且定向在对应于所进行的测试类型的所选择的方向上。

例如，在视野测量测试期间，有利的是将固定目标投射在对应于所述视野计的光轴的中心位置中。

相反，为了获取视网膜的横向区域的图像，例如，有利的是将固定目标投射在横向位置。

光刺激通过第三投射器件42的投射基本上利用与通过投射器件41投射固定目标相同的方法进行。

为了在给定位置在视网膜101上投射光刺激，控制单元50：

-选择对应于期望的光刺激类型(刺激的颜色或直径)的发射器421；

-控制致动器43以将第三投射器件42移动到所选择的发射器421可以在对应于刺激的期望位置的频带中在视网膜上投射光的位置；

-以与扫描器件17的循环运动同步的方式循环地激活所选择的发射器421。

发射器421的激活间隔的开始有利地相对于扫描器件17的行程结束时刻被延迟，其中该延迟对应于光刺激所期望的位置。

发射器421相对于扫描周期T被激活非常短的时间间隔，并且对于扫描周期TS的剩余时间维持停用。

此外在这种情况下，发射器的激活间隔低于TS/50。

可以以与用于通过投射器件41投射固定目标的方式非常类似的方式利用等于、两倍于或低于扫描频率1/TS的投射器件42的激活频率投射光刺激。

扫描视野计500的另一个实施例在图6中示出。

在这种情况下，第二和第三投射器件41、42定位在照射器11的附近。

特别地，第二和第三投射掩膜410、420定位在视野计500的邻近照射器11的第三区域中。在所述视野计的操作期间，该区域与视网膜光学共轭。

根据该实施例，投射器件41和42耦合到视野计500的光学照射路径1A，而不耦合到如针对图1的实施例出现的光学获取路径2A。

因此，投射器件41、42沿着照射路径1A投射生成固定目标和光刺激的光束4、5。

投射器件41、42在方向D4上投射相关的投射光束4、5，直到它们到达视网膜101为止。

光束4、5在由进入眼睛100的照射光束1通过的相同交叉区域102A处通过瞳孔102，如图8中所示。

根据图6的实施例，分束器22B可以有利地被镜子22A代替。

优选地，投射器件41和42定位在来自照射器11的照射光束1A的出射口的一侧和另一侧上。

在其进一步的结构和功能方面，图6的实施例非常类似于上述图1的实施例。

扫描视野计500的另一个实施例在图7中示出。

在这种情况下，第二和第三投射器件41、42定位在共焦光阑23的附近。

特别地，第二和第三投射掩膜410、420定位在视野计500的邻近共焦光阑23的第四区域中。该区域在所述视野计的操作期间与视网膜光学共轭。

投射器件41、42在方向D4上投射相关的投射光束4、5，直到到达视网膜101为止。

光束4、5在从眼睛100出射的由视网膜反射的光的光束2通过的相同交叉区域102B处通过瞳孔102，如图2的视图2A中所示。

根据图7的实施例，分束器22B可以有利地被镜子22A代替。

在图9中示出了用于将共焦光阑23集成在也包括第二和第三投射器件41和42的组件中的可能的解决方案。

第二和第三投射器件41、42的构造与上面关于图3至图5描述的构造基本相同。

如图9中所示，共焦光阑23定位在与眼睛100的视网膜101共轭的区域中，在掩膜410和420的表面附近，优选地在其上方。

由视网膜反射的光的光束2通过第二投射器件41和第三投射器件42之间的共焦开口231，在获取视网膜的图像的获取器件27上结束。

在其进一步的结构和功能方面，图7的实施例非常类似于上述图1的实施例。

第二投射器件41和第三投射器件42的操作位置不意在限于上述关于图1至图10所示的解决方案，根据这些解决方案，投射器件41、42定位在视野计500的相同区域处。

根据另外的实施例(未示出)，投射器件41、42可以定位在视野计500的两个不同区域。

例如，第二投射器件41可以定位在照射器11的附近，而第三投射器件42可以定位在共焦光阑23的附近。

投射器件41和42的操作位置的选择可以由简化构造的原因或降低工业成本的需要来决定。

图10至图11示意性地示出了图1中所示的实施例的另一个变体。

根据实施例的该变体，视野计500包括光的检测器件45，该检测器件包括适于提供指示接收到的光功率的检测信号的一个或多个光敏元件451。

检测器件45可以与投射器件41、42集成在单个组件40中。

优选地，光敏元件451可操作地与第二投射掩膜410相关联，第二投射掩膜410在这种情况下包括用于使光朝着光敏元件451通过的第四开口4501。

优选地，开口4501根据在视野计500的操作期间与由照射器11在视网膜上投射的光线的方向共轭的方向被定位成一排。

这确保由被照射的视网膜的线性区域反射到光敏元件451的光功率的良好传送。

根据替代解决方案，检测器件45可以包括不同于掩膜410并且设有一个或多个开口4501(优选地如已经指示地那样布置)的第四掩膜。

光的检测器件45有利地允许在拍摄视网膜的图像期间测量从视网膜朝着获取器件27返回的反射光的量。

因此，控制单元50可以控制照射器11对获取器件27的曝光进行自动调节。

以这种方式，在获取视网膜的图像期间，获取器件27可以有利地暴露于相同量的光，对于具有不同反射率的视网膜也是如此。

下面简要描述用于操作扫描视野计500的优选方法。该操作方法有利地包括以下步骤(也可以按与下面所指示的次序不同的次序)：

-激活第二投射器件41，以将固定目标投射在期望的位置；

-激活照射器11；

-通过获取器件27获取视网膜的实时视频图像；

-对视野计500进行任何调节，例如将视网膜聚焦在获取器件27上；

-激活第一投射器件30，以均匀地照射视网膜101的部分1101；

-激活第三投射器件42，以在视网膜上投射光刺激；

-在激活第三投射器件42期间，分析视网膜的实时视频图像，检测眼睛的任意运动并基于检测到的眼睛的任意运动校正由投射器件42投射的光刺激的位置；

-通过获取器件27获取通过照射器11在视网膜上投射红外光、白光或彩色光获得的视网膜的图像。

根据本发明的视野计500相对于现有技术具有相当大的优点。

在瞳孔的区域102D、102A、102B处定位投射光束3、4、5使得可以：

-在视网膜上投射均匀的光背景、固定目标和光刺激，而基本上不干扰照射光束1和由视网膜反射的光2的光学路径1A、2A，从而维持所获取的图像的质量基本相同；

-减小投射器件30、41、42的总体尺寸和工业生产成本；

-减小视野计500的重量和总体尺寸。

第一投射器件30的特定操作组件使得可以：

-获得投射在视网膜上的光背景的良好均匀性；

-以简单且廉价的方式投射各种颜色的恒定光背景；

-在组装期间存在投射器件30的缺陷或沉积在投射器件30上的任何污物的情况下，也维持投射在视网膜上的光背景的良好均匀性；

-获得构造的相当大的简化和工业成本的大幅度降低。

上述投射器件41、42的特定激活方法使得可以：

-使用可靠且廉价的电子器件(控制单元50)而不是更昂贵且更不准确的机电器件来管理固定目标和光刺激的定位；

-投射比用于投射器件41、42的发射器的数量更大数量的固定目标和光刺激；

-根据扫描方向DS持续地调节固定目标和光刺激可被投射到的位置。

光检测器件45的使用使得可以以简单且廉价的方式产生在图像获取期间在视网膜上投射固定目标和光刺激并且测量由视网膜反射的光量以调节获取器件27的曝光的集成组件。

投射器件41、42在照射器11或共焦光阑23处的操作定位使得可以不干扰光学路径1A、2A，并且不对用来获取视网膜的图像的光束2造成损失，并因此维持所获取的图像的相同质量。

相对于使用LCD显示器的常规解决方案，使用设有掩膜和发射器的投射器件41、42使得可以获得固定目标或光刺激的良好视觉质量。

使用具有多个发射器(可选择地具有不同颜色)并具有带多个开口(可选择地彼此不同)的掩膜的投射器件42使得可以依赖于要进行的不同类型的测试的需求简化具有不同尺寸和颜色的投射光刺激。

在投射器件30、41、42中使用LED使得可以获得所投射的光功率的高稳定性(相对于机器的温度和老化)，以及关于发射器的功率、颜色和尺寸的广泛设计选择。

由LED组成的发射器的特征还在于有限的尺寸和降低的工业成本。

利用对眼睛运动的自动补偿，光刺激的投射提高眼睛的视觉功能的测量精度。

扫描视野计500具有非常紧凑的结构，并且易于按工业规模生产，在限制生产成本方面具有显著的优点。

Claims (21)

1.一种扫描视野计(500)，包括：

-照射器(11)，适于投射照射光束(1)，以照射眼睛(100)的视网膜(101)，所述照射光束在所述扫描视野计的操作期间在第一交叉区域(102A)处通过眼睛的瞳孔(102)；

-获取器件(27)，适于接收由视网膜反射的光的光束(2)并获取视网膜的图像；

-扫描器件(17)，适于沿着扫描方向(DS)并按扫描周期(TS)在视网膜的表面上移动所述照射光束(1)；

-光束分离器件(16)，适于在所述扫描视野计的操作期间在瞳孔(102)处定义第二交叉区域(102B)，在第二交叉区域(102B)处由视网膜反射并由所述获取器件用来获取视网膜的图像的光的光束(2)通过瞳孔，所述第二交叉区域(102B)在空间上与所述第一交叉区域(102A)分离；

-控制单元(50)，用以控制所述扫描视野计的操作；

其特征在于所述扫描视野计(500)包括：

-第一投射器件(30)，适于投射第一投射光束(3)，以照射视网膜(101)的部分(1101)，在所述扫描视野计的操作期间，所述第一投射光束(3)在包含在瞳孔的所述第一交叉区域(102A)和瞳孔的所述第二交叉区域(102B)之间的分离区域(102D)处通过瞳孔(102)；

-第二投射器件(41)，适于投射第二投射光束(4)，以在视网膜(101)上投射至少一个固定目标，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二投射光束(4)在所述第一交叉区域(102A)处或在所述第二交叉区域(102B)处通过瞳孔(102)；

-第三投射器件(42)，适于投射第三投射光束(5)，以在视网膜(101)上投射至少一个光刺激，在所述扫描视野计的操作期间，所述第三投射光束(5)在所述第一交叉区域(102A)处或在所述第二交叉区域(102B)处通过瞳孔(102)。

2.如权利要求1所述的扫描视野计，其特征在于，所述第一投射器件(30)定位在所述扫描视野计的位于所述照射光束(1)和由视网膜反射的光的所述光束(2)之间的第一区域中、在所述光束分离器件(16)处或者在所述光束分离器件(16)和所述扫描器件(17)之间。

3.如权利要求1或2所述的扫描视野计，其特征在于，在所述扫描视野计的操作期间，所述扫描器件(17)沿着所述扫描方向(DS)在视网膜的表面上循环移动所述第二投射光束(4)和所述第三投射光束(5)。

4.如权利要求3所述的扫描视野计，其特征在于，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二和第三投射器件(41、42)在具有比所述扫描周期(TS)的五十分之一更短的持续时间的时间间隔期间投射所述第二和第三投射光束(4、5)。

5.如权利要求3所述的扫描视野计，其特征在于，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二和第三投射器件(41、42)以与所述扫描器件(17)的运动同步的方式投射所述第二和第三投射光束(4、5)。

6.如权利要求5所述的扫描视野计，其特征在于，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二和第三投射器件(41、42)被激活：

-所述第二和第三投射器件(41、42)的激活频率等于所述扫描器件(17)的扫描频率；或者

-所述第二和第三投射器件(41、42)的激活频率等于所述扫描器件(17)的扫描频率的两倍；或者

-所述第二和第三投射器件(41、42)的激活频率低于所述扫描器件(17)的扫描频率。

7.如权利要求1或2所述的扫描视野计，其特征在于，所述第一投射器件(30)包括至少一个第一发射器(301、302)。

8.如权利要求7所述的扫描视野计，其特征在于，所述第一发射器包括能够发射具有不同光谱带的光的至少两个LED。

9.如权利要求8所述的扫描视野计，其特征在于，所述第一发射器包括：

-至少一个白LED；和/或

-至少一个黄LED。

10.如权利要求1或2所述的扫描视野计，其特征在于：

-所述第二投射器件(41)包括一个或多个第二发射器(411)和设有一个或多个第二开口(4101)的第二投射掩膜(410)；

-所述第三投射器件(42)包括一个或多个第三发射器(421、422、423)和设有一个或多个第三开口(4201、4202、4203)的第三投射掩膜(420)。

11.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述第三投射器件(42)根据基本上垂直于所述扫描方向(DS)的方向(DA)可逆地可移动。

12.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，在所述扫描视野计的操作期间，所述第二和第三投射掩膜(410、420)中的至少一个定位在与视网膜光学共轭的所述扫描视野计的第二区域中，所述扫描视野计包括将所述第二和第三投射光束(4、5)插入所述扫描视野计的光学获取路径(2A)的分束器(22B)。

13.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述第二和第三投射掩膜(410、420)中的至少一个定位在所述扫描视野计的在所述照射器附近的第三区域中，所述第三区域在所述扫描视野计的操作期间与视网膜光学共轭。

14.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述第二和第三投射掩膜(410、420)中的至少一个定位在所述扫描视野计的在所述扫描视野计的共焦光阑(23)附近的第四区域中，所述第四区域在所述扫描视野计的操作期间与视网膜光学共轭。

15.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述第三投射掩膜(420)包括彼此具有不同尺寸的多个第三开口(4201、4202、4203)。

16.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述第三发射器(421、422、423)包括至少一个LED。

17.如权利要求16所述的扫描视野计，其特征在于，所述第三发射器包括能够发射具有不同光谱带的光的至少两个LED。

18.如权利要求17所述的扫描视野计，其特征在于，所述第三发射器包括：

-至少一个白LED；和/或

-至少一个蓝LED。

19.如权利要求10所述的扫描视野计，其特征在于，所述扫描视野计(500)包括光检测器件(45)，所述光检测器件包括适于提供指示接收到的光功率的检测信号的一个或多个光敏元件(451)。

20.如权利要求19所述的扫描视野计，其特征在于，所述一个或多个光敏元件(451)可操作地与所述第二投射掩膜(410)相关联，所述第二投射掩膜包括用于使光朝着所述光敏元件通过的第四开口(4501)。

21.一种操作如前述权利要求中的任意一项所述的扫描视野计(500)的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-激活所述第二投射器件(41)，以在期望的位置中投射固定目标；

-激活所述照射器(11)；

-获取视网膜的实时视频图像；

-对所述扫描视野计进行任意调节；

-激活所述第一投射器件(30)，以均匀地照射视网膜(101)的部分(1101)；

-激活所述第三投射器件(42)，以在视网膜上投射光刺激；

-在所述第三投射器件的激活期间，分析视网膜的实时视频图像，检测眼睛的任意运动并基于检测到的眼睛的任意运动来校正所述光刺激的位置；

-通过借助于所述照射器在视网膜上投射白光、红外光或彩色光来获取视网膜的图像。