CN114364302A - 用于测量受试者的至少一个视觉屈光特征的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过向受试者显示视觉刺激来确定受试者的至少一个视觉屈光特征的设备和方法。根据本发明，该设备包括：光学系统，该光学系统布置在受试者的眼睛与视觉刺激之间的光学路径上，该光学系统适于提供根据时间(t)连续可变的光焦度；控制单元，该控制单元用于驱动光学系统的光焦度；以及输入装置，该输入装置适于记录受试者的与通过光学系统看到的视觉刺激的清晰度相关的响应，该控制单元适于根据记录的响应来调节光焦度(S)的变化速度。

Description

用于测量受试者的至少一个视觉屈光特征的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量受试者眼睛的屈光的方法和设备。

更准确地说，本发明涉及一种用于测量受试者的至少一种视觉屈光特性的设备，该设备具有光学系统，该光学系统具有可以连续地变化的光焦度。本发明还涉及一种用于使用该设备确定受试者眼睛的屈光特性的方法。

背景技术

许多文件描述了用于在单眼或双眼视觉条件下客观地或主观地确定受试者眼睛的视觉屈光特征的装置和方法。

客观验光通常是使用检影镜或自动屈光测定仪获得的。客观验光使得能够快速地确定受试者的近似矫正。

然而，主观验光是确定受试者所需的最佳视觉屈光矫正的选择方法。

一种众所周知的主观型设备是Badal验光仪，它使用可移动的光学目标，用户可以移动该目标来主观地确定他/她的屈光。在视觉目标与眼睛之间放置镜片，焦点在眼睛瞳孔中，使得当目标移动时，图像大小不会改变。

综合屈光检查仪是另一种众所周知的用于主观地确定受试者所需的屈光矫正的仪器。综合屈光检查仪通常包括一组光焦度可变的光学镜片和镜片更换器，以使得能够测试受试者的视觉。验光师逐步驱动镜片焦度的改变，并且受试者主观地确定他/她眼睛的最佳视觉矫正。当在验光过程中改变镜片的光焦度时，始终从一个矫正屈光度变到另一个矫正屈光度，使得受试者可以比较两种状态并且选择哪一种最合适。这些装置通常使用光焦度以0.25屈光度(D)的步长变化的镜片。然而，受试者在镜片变化期间不会感知到视觉刺激。

文件WO 2017/013343 A1(依视路国际有限公司(Essilor International))描述了一种视觉补偿装置，该视觉补偿装置包括具有可变球镜度的镜片以及产生可变柱镜矫正的光学组件。文件US2004/100617A1披露了一种用于交互式验光的设备。文件US2015/216411A1披露了用于交互式调节连续可变光学镜片的方法和装置。

这种装置允许确保在屈光变化期间视觉刺激的平滑和连续感知。

然而，在屈光测量过程中、尤其是在自验光过程中，需要保持对适应性调节的控制。

此外，需要一种新的验光方法和设备，该设备利用有助于简化自验光过程和/或加速该过程的连续感知。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种通过向受试者显示视觉刺激来确定受试者的至少一个视觉屈光特征的设备和方法。

根据本发明，该设备包括：光学系统，该光学系统布置在受试者的眼睛与视觉刺激之间的光学路径上，该光学系统适于提供根据时间(t)连续可变的光焦度；控制单元，该控制单元用于驱动光学系统的光焦度；以及输入装置，该输入装置适于记录受试者的与通过光学系统看到的视觉刺激的清晰度相关的响应，该控制单元适于根据记录的响应来调节光焦度(S)的变化速度。

根据本披露内容，变化速度低于受试者眼睛的光焦度变化的感知极限，并且光焦度特征的变化振幅高于受试者眼睛的光焦度变化的感知极限。

所提出的解决方案根据时间连续地调节至少一个光焦度特征，同时根据受试者的响应来调节光焦度变化的速度。

此技术解决方案使得能够选择最佳变化参数，以优化感知并且使适应性调节影响最小化。可以根据周期性(或伪周期性或非周期性)时间函数来调整光焦度特征的变化，该时间函数可以适于受试者或测量的某些控制条件，同时受试者确定哪个点是正确的点。替代性地或补充地，光焦度特征的变化可以调整振幅，以优化对光焦度特征变化的感知。

不是从初始焦度把新的焦度作为目标，而是焦度连续地变化，并且根据变化速度和观察者的响应来设置控制。受试者可以自我控制变化速度，当期望时变得更快，或者如果需要变得更慢，通过将速度从负值控制到正值(包括零值)来反转变化或停止。这种自我控制的眼睛屈光不正的连续确定还可以在受试者对简单问题反应最少的参与下进行，比如：“在字母最清晰的时候按下按钮”。然后，镜片焦度变化的时间函数适于受试者的答案。

为了能够控制适应性调节和模糊调整，在整个屈光检查期间，焦度连续地变化。这种焦度变化不是周期性的，而是伪周期性的和/或适于受试者的答案。

优选地，控制单元适于根据记录的响应通过经历预先确定的阶段来调节变化速度。

有利地，视觉刺激包括视标、Gabor斑点、正弦光栅、生活方式场景、红/绿测试和/或混合图像。

根据特定方面，变化速度随着时间连续地减小，或者随着时间减小离散的预先确定的速度值。

根据特定实施例，控制单元适于在初始最大正值驱动光学系统的光焦度、以第一变化速度将光焦度从初始最大正值减小到与视觉刺激的第一清晰度相关的第一光焦度值，输入装置适于记录受试者的与第一清晰度相关的第一响应，并且控制单元适于将光焦度增大到低于初始最大正值的第二最大值。

根据此实施例的变体，控制单元适于在将光焦度增大到第二最大值之前，将光焦度从与视觉刺激的第一清晰度相关的第一光焦度值减小直到第一最小值，该第一最小值取决于与视觉刺激的第一清晰度相关的第一光焦度值。

根据此实施例的另一个方面，第二最大值取决于与视觉刺激的第一清晰度相关的第一光焦度值。

根据另一个方面，控制单元适于实施光焦度在N个连续减小的最大值与N个连续增大的最小值之间的连续变化，其中，N是包括在2至5之间的整数，所述最大值之一与连续最小值之间的变化速度取决于与视觉刺激的清晰度相关的中间光焦度值，并且随后的最大值也取决于与视觉刺激的清晰度相关的所述中间光焦度值。

根据所披露的任何实施例，光焦度包括球镜度、柱镜度和柱镜轴位和/或下加光和/或受试者的两只眼睛之间的双眼平衡。

根据另一个方面，计算器适于根据受试者的一个或多个响应来确定受试者的所述至少一个视觉屈光特征。

根据实施例，控制单元适于选择视觉刺激。选择的刺激取决于速度的变化的当前预先确定的阶段和/或取决于记录的响应。例如，根据振荡循环，选择尺寸越来越小的视标，比如字母。

根据另一个方面，输入装置包括适于记录输入参数的用户接口，并且控制单元适于根据所述输入参数驱动变化速度。

优选地，用户接口包括按钮、调光器、操纵杆、适于记录受试者的生理信号的装置、语音识别系统和/或计算机接口和/或具有实时记录大脑活动的电极的脑机接口和/或与瞳孔测量系统或反应时间测量系统的接口和/或追踪运动或眼睛追踪系统和/或面部或手或身体表情分析系统。

根据实施例，该设备适于记录受试者的反应时间。

根据另一个方面，根据与受试者相关的数据和/或根据到视觉刺激的距离和/或光焦度变化是周期性的、伪周期性的或非周期性的来预先选择光焦度的范围和/或变化速度的范围。

本发明的另一个目的是提供一种用于测量受试者的至少一个视觉屈光特征的系统，该系统包括根据本文所披露的任何一个实施例的设备，并且进一步包括客观屈光测量装置和/或用于测量眼睛的屈光微波动的装置，该客观屈光测量装置和/或该装置适于提供初步测量，控制单元适于根据所述初步测量来定义光焦度的变化速度的初始曲线。

本发明的另外的目的是提供一种用于确定受试者的至少一个视觉屈光特征的方法，该方法包括以下步骤：

a)连续地改变综合屈光检查仪中的光学系统的光焦度，该光学系统布置在受试者的眼睛与视觉刺激之间的光学路径上，

b)记录受试者对光学系统的光焦度的连续变化的响应，该响应与通过具有连续可变光焦度的光学系统看到的视觉刺激的清晰度相关，

c)根据记录的所述响应来调节所述光焦度的变化速度，以及

d)重复所述步骤a)至步骤c)，直到确定最佳焦点为止。

附图说明

参考附图的以下描述将使本发明包括的内容以及实现本发明的方式清晰。本发明不限于附图中所展示的实施例。相应地，应当理解的是，在权利要求中提到的特征后面带有附图标记的情况下，包括这种附图标记仅是出于增强权利要求的可理解性的目的，而决不是对权利要求的范围的限制。

现在结合附图和详细描述参考以下简要描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分。

-图1示意性地表示了根据本披露内容的用于测量受试者的至少一个视觉屈光特征的设备的俯视图；

-图2展示了根据第一实施例的连续可变光学系统的光学参数的示例性变化方法；

-图3表示了通过叠加第一图像的低空间频率和第二图像的高空间频率形成的混合图像的示例；

-图4图3的混合图像中使用的第一图像的低空间频率；

-图5图3的混合图像中使用的第二图像的高空间频率；

-图6展示了根据第二实施例的连续可变光学系统的光学参数的示例性变化方法；

-图7展示了根据第二实施例的变型的连续可变光学元件的光学参数的示例性变化方法；

-图8展示了根据第二实施例的另一变型的连续可变光学元件的光学参数的示例性变化方法；

-图9示意性地表示了根据本披露内容的用于测量受试者的屈光的方法的框图。

具体实施方式

在下面的描述中，附图不一定是按比例绘制的，并且出于清楚和简洁的目的或出于信息目的，某些特征可以以概括或示意性形式示出。另外，尽管在下文详细讨论了制造和使用多个不同实施例，但应理解如本文所述提供了可以在多种环境下实施的许多发明构思。本文讨论的实施例仅仅是代表性的而不限制本发明的范围。针对本领域技术人员来说还显而易见的是，相对于方法限定的所有技术特征可以单独或组合地转置到装置，反之，相对于装置限定的所有技术特征可以单独或组合地转置到方法。

定义

在本文件中，光学系统的光焦度特征包括球镜度、柱镜屈光力和柱镜轴位和/或下加光屈光力和/或两只眼睛之间的双眼平衡。双眼平衡包括调节两只眼睛的球镜度之间的差异(平衡)，其中可以调节两个镜片。

连续可变光焦度特征包括如上所定义的可以根据时间连续地变化的光焦度特征。

装置

图1从上面示意性地表示了用于确定受试者5的眼睛4的至少一个屈光特征的设备1的主要元件。眼睛4可以无差别地是受试者5的右眼或左眼。

设备1包括光学系统2，用于为受试者5的眼睛4提供至少一个屈光力特征。更准确地说，光学系统2适于提供连续可变光焦度特征。

受试者5通过光学系统2观看视觉刺激7，该光学系统为他/她的眼睛4提供可调节的屈光矫正，以便测试受试者的视觉并且确定他/她的眼睛4的至少一个屈光特征。

视觉刺激7可以是显示一种或多种视标的目标物体，比如屏幕或面板，或任何适合测试受试者的视觉的图像。替代性地，视觉刺激7可以是Gabor斑点、或者正弦光栅(角度可变或不可变)、或者生活方式场景，优选地包括足够高的空间频率以帮助检测模糊。替代性地，视觉刺激7可以是混合图像20(见图3)，该混合图像叠加由场景的低空间频率构成的第一图像21(见图4)和包括另一场景的高空间频率的第二图像22(见图5)。视觉刺激7可以显示在图像显示装置上。仪器1被配置为能够在不同距离(视近、视远和/或视中)和/或针对不同眼睛目光方向(例如，对于阅读，自然眼睛目光方向降低，对于视远，眼睛目光方向水平)进行屈光测量。当使用特定的成像系统(未表示)(比如Badal系统)时，视觉刺激7的位置距离光学系统2的真实或虚拟距离在25cm(用于视近)与无限远(用于视远)之间，或者，如果没有使用成像系统(或使用平面反射镜)，实际上最高达约8米。

光学系统2被配置为向受试者的眼睛4提供至少一个连续可变光焦度特征。在本文件中，连续可变光焦度特征包括球镜度、柱镜度特征(比如柱镜度和轴位)、下加光和/或受试者5的两只眼睛4、14之间的双眼平衡。连续可变光焦度特征可以根据时间连续地变化。

为此，控制单元3连接到光学系统2。控制单元3连续地驱动可变光焦度，如下详述的，以便在眼睛检查期间以连续的方式根据时间改变提供给受试者的屈光矫正。

例如，光学系统2包括可变形镜片、可变形液体镜片、基于电润湿的多电极液体镜片、基于可变形膜的镜片、通过施加液压或气动内部压力而可变形的镜片、电子自适应光学元件(自适应光学元件(AOE)是透射AOE或反射AOE)、可变形反射镜、像素化数字反射镜装置、光场显示装置、空间光调制器、液晶调制器、电动交叉柱镜镜片、一对阿尔瓦雷斯汉弗莱板(Alvarez-Humphrey plate)或压电光学系统。

例如，在眼睛检查过程中，光学系统2的球镜度(标注为S)根据时间连续可调。换句话说，光学系统2被配置为向眼睛4提供可调节的球镜度S，以便确定该眼睛4所需的球镜屈光矫正。

类似的方法适用于确定矫正老花眼视近所需的下加光。

替代性地或补充地，在眼睛检查过程中，光学系统2的柱镜度特征根据时间连续可调。柱镜度特征可以分解为柱镜值或柱镜度(标注为C)以及此柱镜的轴位(标注为A)。存在柱镜度特征的其他分解，比如力偶(couple)(J0，J45)。换句话说，光学系统2被配置为向眼睛4提供可调节的柱镜度特征，以便确定该眼睛的散光屈光矫正。

优选地，光学系统2还被配置为使得其光焦度特征可以被改变，而不中断来自视觉刺激7并且被光学系统2折射或反射以到达受试者的眼睛4的光束6。此光束6由来自视觉刺激7并由光学系统2收集然后传输到受试者5的眼睛4的光的一部分构成(此光最初由目标物体发射、漫射或反射)。因此，光学系统2被配置为使得其光焦度特征可以在不切断受试者的眼睛4的视野的情况下被改变。换句话说，在这种光焦度特征改变过程中，视觉刺激7对受试者的眼睛4保持未掩蔽，也就是说未被遮挡住。

特别地，光学系统2被配置为使得这种光焦度特征调节可以在无需将给定的镜片替换为另一个镜片(这将暂时对受试者的眼睛掩蔽目标物体)的情况下被实现。

控制单元3被配置为在眼睛检查过程中使用输入装置8调节光学系统2的光焦度特征。

输入装置8包括例如常用的计算机控制输入装置，比如键盘、鼠标、按钮、调光器、语音识别系统或适于记录被检查受试者的生理信号的装置，比如传送脑电图(或EEG)信号的脑电图仪、瞳孔测量系统、具有实时记录大脑活动的电极的脑机接口、追踪运动或眼睛追踪系统和/或面部或手或身体表情分析系统或另一个反应时间测量系统。受试者5自己可以操纵输入装置8进行自验光。替代性地，输入装置8可以由验光师或在眼睛屈光检查期间帮助受试者5的其他人使用。补充地或替代性地，输入装置8可以包括控制单元的输入端口，该输入端口直接连接到另一个系统(例如计算机或脑电图仪系统、瞳孔测量系统、具有实时记录大脑活动的电极的脑机接口、追踪运动或眼睛追踪系统和/或面部或手或身体表情分析系统或另一个反应时间测量系统)的输出。

有利地，设备1包括第二光学系统12，该第二光学系统用于向受试者5的第二只眼睛14提供第二屈光力。第二光学系统12可以类似于上述光学系统2。(第一)光学系统2和第二光学系统12可以针对单目视觉条件下的屈光测量交替使用而阻挡另一条眼睛路径或使该眼睛路径模糊。替代性地或补充地，(第一)光学系统2和第二光学系统12可以针对双眼视觉条件下的屈光测量同时使用，也就是说，当受试者5的两只眼睛睁开且未被遮挡时，受试者5的第一只眼睛4观看第一视觉刺激7，并且第二只眼睛14观看第二视觉刺激。最后，可以在双眼视觉条件下测试两只眼睛4、14的最佳矫正，也就是说，当受试者5的两只眼睛睁开且未被遮挡时，受试者5的两只眼睛4、14观看相同或相似的视觉刺激7。

方法

图2示出了连续可变光学系统的光焦度特征变化的第一方法。出于解释的目的，光学系统2具有可变球镜度S。然而，类似的方法可以应用于如上所述的光学系统2的另一个焦度特征。

图2所示的时间焦度变化的形状仅用于说明目的。在不脱离本披露内容的范围的情况下，可以设想其他形状的时间变化。

在此示例中，光学系统2的可变球镜度S最初设定为第一最大值，标注为Max1，是正的，这里为+20屈光度(D)。无论受试者5的屈光状态如何，第一最大值的高正值Max1能够以感知到的散焦刺激发起眼睛检查，并且避免受试者5的任何适应性调节响应。

在第一阶段，以-10D/s的第一速度值Speed1，从第一最大值Max1开始，连续地减小球镜度S。在本文件中，速度值是两个连续极值之间光焦度特征(这里例如是球镜度)变化的最大速度值。

一旦受试者5通过光学系统2清晰地看到视觉刺激7，就指示他/她按下按钮。替代性地，受试者的响应被表述为由验光师输入的或使用语音识别系统输入的口头响应。

在图2的示例中，受试者5的第一响应在与第一球镜度值相对应的第一时刻t₁被输入，标注为S1。控制单元3记录第一球镜度值S1的值，或等效地第一时刻t₁的值。

当输入与第一球镜度值S1相对应的第一响应时，可变球镜度S继续减小，直到达到第一最小值(标注为Min1)为止。第一最小值Min1低于第一球镜度值S1，使得受试者5能够了解视觉刺激7的图像是否可能在第一球镜度值S1以下更清晰。在图2所展示的示例中，Min1的值比第一球镜度值S1的值低1屈光度(D)。

在达到第一最小值Min1之后，可变球镜度S再次增大直到第二最大值，标注为Max2。

在实施例中，根据受试者的第一响应来调节第二最大值Max2。例如，第二最大值Max2根据以下等式之一根据第一最大值Max1、第一球镜度值S1和/或第一最小值Min1来调节：

Max2＝Min1+(Max1-S1)/2

或者

Max2＝(Max1+S1)/2

因此，第二最大值Max2低于初始第一最大值Max1。可变球镜度S以正变化速度(Speed+)从第一最小值Min1增大到第二最大值Max2。可以预先确定正变化速度(Speed+)。替代性地，正变化速度(Speed+)取决于记录的第一响应。优选地，正变化速度(Speed+)的绝对值小于或等于第一速度值Speed1。

在达到第二最大值Max2之后，可变球镜度S以第二速度值Speed2减小，该第二速度值低于第一速度值Speed1。例如，第二速度值Speed2为-5D/s。

再一次，只要受试者5清晰地看到视觉刺激7的图像，他/她就按下按钮。在与第二清晰球镜度值(标注为S2)相对应的第二时刻t₂输入受试者5的第二响应。第一清晰球镜度值S1可能与第二清晰球镜度值S2不同。

球镜度S的连续波动以同样的方式进行，直到找到最佳焦点为止(见图2)。最佳焦点可以被定义为当受试者没有感觉到清晰度的任何提高时，由受试者确定的最后的清晰球镜度值SN，并且其中，N是优选地包括在2至10之间、甚至更优选地包括在2至5之间、或者2至4之间的整数。替代性地，最佳焦点可以基于第一、第二、……和第N个清晰球镜度值S1、S2、……SN从统计或概率处理中得出，以确定最佳焦点值周围的球镜度值。可以预先确定球镜度S的波动阶段的数目N。替代性地，数目N取决于记录的响应。

响应S1、S2、…、SN优选地在球镜度值S减小期间记录。实际上，适应性调节是不对称的。当光焦度增大时，个体可以通过适应性调节来补偿屈光不正。相比之下，当光焦度从离最佳焦点足够远的最大值减小时，受试者不太容易进行适应性调节。

在此眼睛检查过程中，受试者5的参与是最小的。受试者5仅须在看到视觉刺激7(例如字母或视标)的图像最清晰时进行点击。球镜度变化的参数(Max，Min，Speed)由控制单元3根据受试者响应自动感应。

优选地，在眼睛检查过程中，相继的最大值(Max1，…，Max(i)，…MaxN)根据时间减小。同样优选地，相继的最小值(Min1，…，Min(i)，…MinN)根据时间增大。优选地，最大值(Max(i))与连续最小值(Min(i))之间的变化速度(Speed i)取决于与视觉刺激的清晰度相关的中间光焦度值Si。最小值Min(i)与下一个最大值Max(i+1)之间的正变化速度可以是预先确定的，或者与最大值Max(i)与连续最小值Min(i)之间的变化速度(Speed i)具有相同的绝对值或更低的绝对值，并且符号相反。

当改变光学系统2的光焦度值时，可以使用不同种类的视觉刺激7。可以使用常规的视标、Gabor斑点或正弦光栅(角度可变或不可变)或者生活方式场景，包括足够高的空间频率以帮助检测模糊。高空间频率的范围可以在10至60cpd(周/度)之间，优选地在20至40cpd之间。

此外，视觉刺激7可以在眼睛检查过程中随着越来越接近最佳焦点SN而被调整。例如，在第一最大值Max1与第一最小值Min1之间的时间间隔期间显示的视觉刺激7包括与包括在1/10至5/10之间的视觉敏锐度相对应的大尺寸字母。可以在第一最小值Min1与第二最大值Max2之间的时间间隔期间改变视觉刺激，使得在第二最大值Max2与第二最小值Min2之间的时间间隔期间显示的视觉刺激7包括更小尺寸的字母。通过在相继阶段期间逐渐减小视标的尺寸，该过程使得能够快速确定最佳焦点。

在另一个示例中，视觉刺激7包括如图3所展示的混合图像20。在这种情况下，决策被简化了。当受试者5清晰地看到图像20或看到该图像模糊时，不要求他/她做出响应，而是当他/她的感知从具有低空间频率的第一图像21(例如“我看到室内场景”，见图4)改变到具有高空间频率的第二图像22(“现在我看到城市”，见图5)时做出响应。更准确地说，第一图像21包括空间频率低于低通截止频率的特征，并且相应地，第二图像22包括空间频率处于高通截止频率的特征。沿着连续屈光过程使用具有不同级别高通截止频率的不同混合图像20，使得能够更接近最佳视觉感知，而不需要询问关于图像的最清晰感知的决定。例如，使用具有3周/度的高空间频率的混合图像来执行第一阶段，并且对于第二阶段改变混合图像，使得该混合图像包括16周/度的高空间频率。混合图像的高空间频率可以增加，直到个体感知到高频率图像为止。混合图像的另一个优点是，受试者5不会因适应性调节而进一步进入负焦度。混合图像特别适合于自屈光过程，因为受试者的响应是二元的(问题是“我看到另一个图像了吗？”，例如具有高空间频率的第二图像)，并且不需要在两个图像之间进行比较来确定哪一个图像感知得最清晰。

在眼睛检查过程中，光学系统2的焦度变化在Max1与Min1之间、Min1与Max2之间、Max2与Min2之间等等保持连续。在连续焦度变化期间，变化速度变化，并且经由控制单元3控制。

取决于焦度变化的形状，变化速度可以逐步变化或连续地变化。

在第二实施例中，受试者5自己调节光学系统2的光焦度变化的变化速度和方向。

输入装置8例如是调光器或操纵杆。受试者5使用例如操纵杆来控制可变光焦度。拉动操纵杆会减小焦度。推动操纵杆会增大焦度。受试者推动或拉动越多，焦度变化越快。受试者一看到具有最佳清晰度的视觉刺激，他/她就会改变焦度变化的方向。换句话说，受试者5经由输入装置8(这里是操纵杆)和驱动到光学系统2的控制单元3来调节焦度变化的方向、以及变化速度。当受试者不再需要改变焦度时，即当他/她达到最佳清晰度时，或者换句话说，当这种清晰度不能再提高时，获得最佳焦点。

在这种情况下，我们可以通过调整视觉刺激7和决策来防止适应性调节，以防止用户陷入太负的焦度范围。例如，在第一阶段期间使用大空间频率的Gabor斑点，然后询问受试者是否检测到第一Gabor斑点的取向(并且不一定看得清楚)，然后，如果答案是肯定的，则沿着该过程增加Gabor斑点的空间频率。

第一实施例和第二实施例可以在单个眼睛检查过程中进行组合。例如，可以预先确定第一最大焦度值Max1。如在第二实施例中详细描述的，受试者使用操纵杆控制第一变化速度。受试者在与第一球镜度值S1相对应的第一时刻t1输入第一响应。然后，控制单元3确定第二最大焦度值Max2的值，并且可能确定第一最小焦度值Min1的值，如在第一实施例中详细描述的。控制单元3设定从第一最小焦度值Min1直到第二最大焦度值Max2的变化速度。然后，受试者再次使用操纵杆进行控制，以驱动第二最大焦度值Max2与在第二时刻t2具有第二球镜度值S2的第二响应之间的第二变化速度。

在第二实施例的变体中，变化速度不由个体直接控制，而是根据输入参数(例如个体的反应时间)而变化。例如，控制单元3与用于在眼睛检查过程中测量个体的脑电图(或EEG)的设备接口连接、或者与瞳孔测量系统或另一个反应时间测量系统接口连接。用于测量的设备将EEG信号传送到控制单元3。替代性地，瞳孔测量系统或反应时间测量系统在眼睛检查过程中分别传送瞳孔反应信号、个体的反应时间信号。反应时间可以通过受试者的回答时间(键入回答或口头回答)或瞳孔反应时间或EEG信号来评估。控制单元3根据个体的反应时间调节变化速度。

在图6所展示的另一个实施例中，光学系统2的球镜度S的时间变化是部分正弦曲线，正弦曲线根据受试者的响应而变化。

可变球镜度S最初设定为第一最大值Max1，这里为+20屈光度(D)。+20D的这种初始散焦阻止了受试者进行适应性调节。更准确地说，在第一阶段，球镜度S在第一最大值Max1与第一最小值Min1之间是正弦曲线。球镜度S可能会在第一最大值Max1与第一最小值Min1之间出现一次或若干次振荡。受试者5例如在与第一球镜度值S1相对应的第一时刻t1输入第一响应。如上所解释的，当受试者清晰地感知到视觉刺激时(例如使用视标)或当他/她感知到混合图像感知的变化时，受试者输入他/她的响应。可选地，在球镜度S的其他正弦振荡期间，受试者在第二振荡期间输入第二响应(对应于第二时刻t2和第二球镜度值S2)，并且相应地，在第三振荡期间输入第三响应(对应于第三时刻t3和第三球镜度值S3)。在第一阶段期间，正弦振荡的第一振幅等于Max1与Min1之差。正弦振荡的周期对应于第一(时间)频率，例如包括在2Hz至4Hz之间。振荡的第一振幅和第一频率决定了连续极值Max1与Min1之间的第一变化速度。在第二阶段，球镜度S的正弦变化的参数被改变：振荡振幅由第二最大值Max2和第二最小值Min2定义，并且正弦振荡的周期对应于更低的第二频率(例如包括在1Hz至2Hz之间)增加。可以预先确定第二阶段中正弦曲线的参数。替代性地，在此第三实施例中，正弦焦度变化的参数根据受试者的响应而改变。在此示例中，第二振幅和第二频率是球镜度值S1、S2和/或S3的函数和/或第一振幅和第一频率的函数。振荡的第二振幅和第二频率决定了连续极值Max2与Min2之间的第二变化速度。因此，根据受试者的响应来调节光焦度的第二变化速度。类似地，在第二频率的球镜度S的正弦振荡期间，受试者输入与第四时刻t4和第四球镜度值S4相对应的第四响应，并且可能输入与第五时刻t5和第五球镜度值S5相对应的第五响应。如图6所展示，在第三阶段，球镜度S的正弦变化参数再次被改变：例如，振荡振幅由第三最大值Max3和第三最小值Min3定义，并且正弦振荡的周期对应于仍更低的第三频率(例如包括在0.5Hz至1Hz之间)增加。第三振幅和第三频率是球镜度值S4和/或S5的函数和/或第二振幅和第二频率的函数。振荡的第三振幅和第三频率决定了连续极值Max3与Min3之间的第三变化速度。因此，根据受试者的响应来调节光焦度的第三变化速度。在第三阶段期间，受试者输入与第六时刻t6和第六球镜度值S6相对应的第六响应。

第三实施例使得能够确定最佳焦点或至少在最佳焦点周围的值。第三实施例提出了若干重复，并且因此用户有几种可能性来细化他对最佳焦点的评价。每个阶段的变化可以基于前一(多个)阶段处的若干重复的平均值，因此提供更准确的结果。

在整个眼睛检查过程中，光焦度振荡慢到足以被受试者5感知。换句话说，感知的正弦变化的时间频率在受试者5的眼睛4的检测和融合极限的范围内。在25Hz以上，受试者5可以融合光焦度变化的最大值和最小值两者。低于0.1Hz，受试者5可能无法检测到刺激的变化。有利地，根据刺激(字母)的空间频率来调节时间频率。对于低空间频率刺激(例如，0.5周/度(或cpd))，焦度变化的时间频率优选地比针对高空间频率刺激的时间频率(例如，1Hz)高(例如，10Hz)。

在图7所展示的另一个实施例中，光学系统2的球镜度S的时间变化也是部分正弦曲线。在此实施例中，正弦曲线的参数由受试者他/她自己调节。更准确地说，正弦曲线的频率在整个眼睛检查过程中保持恒定，例如1Hz，并且受试者调节正弦曲线的振幅。在图7所展示的示例中，这种人机交互可以直接通过简单的按钮、调光器或操纵杆、甚至通过告知受试者感知到的模糊/聚焦水平的受试者大脑信号的记录来实现。例如，在图7中，在第一阶段，球镜度S是第一振幅在第一最大值Max1与第一最小值Min1之间的正弦曲线。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第一球镜度值S1相对应的第一时刻t1输入第一响应。如图7所展示，第一阶段包括从Max1到Min1的单次振荡。可选地，如结合图6所述，第一振幅的第一相位可以包括若干振荡。然后，受试者使用例如接口8将正弦曲线调节到第二振幅。根据第二振幅计算第二最大值Max2和第二最小值Min2。因此，受试者调节光焦度的第二变化速度。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第二球镜度值S2相对应的第二时刻t2输入第二响应。类似地，受试者使用例如接口8将正弦曲线调节为在第三最大值Max3与第三最小值Min3之间、在相应地第四最大值Max4与相应地第四最小值Min4之间的第三振幅。因此，受试者调节光焦度的第三变化速度、相应地第四变化速度。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第三球镜度值S3相对应的第三时刻t3输入第三响应、在与相应地第四球镜度值S4相对应的相应地第四时刻t4输入相应地第四响应。第四实施例使得能够确定最佳焦点S4，或至少在最佳焦点周围的值S1、S2、S3、S4。

第四实施例比上述其他实施例更快。此外，由于仅振幅由受试者控制，因此对受试者而言它在过程的容易性和适应性之间提供了良好的折衷。

在图8所展示的第五实施例中，光学系统2的球镜度S的时间变化也是部分正弦曲线。在此实施例中，正弦曲线的参数由受试者他/她自己调节。更准确地说，受试者在眼睛检查过程中调节正弦曲线的振幅和频率两者。与前面的实施例一样，这种人机交互可以直接通过简单的按钮或调光器或操纵杆、甚至通过告知受试者感知到的模糊/清晰度水平的受试者大脑信号的记录来实现。例如，在图8中，在第一阶段，球镜度S是具有第一频率并且其第一振幅在第一最大值Max1与第一最小值Min1之间的正弦曲线。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第一球镜度值S1相对应的第一时刻t1输入第一响应。如图8所展示，第一阶段包括从Max1到Min1的单次振荡。可选地，如结合图6所述，第一振幅和第一频率的第一相位可以包括若干振荡。然后，受试者使用例如接口8将正弦曲线调节到第二频率和第二振幅。因此，受试者调节光焦度的第二变化速度。优选地，第二频率低于第一频率。根据第二振幅计算第二最大值Max2和第二最小值Min2。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第二球镜度值S2相对应的第二时刻t2输入第二响应。类似地，受试者使用例如接口8将正弦曲线调节到第三频率和第三振幅、相应地第四频率和第四振幅，第三振幅在第三最大值Max3与第三最小值Min3之间，第四振幅在相应地第四最大值Max4与相应地第四最小值Min4之间。受试者5在球镜度S的减小相位期间在与第三球镜度值S3相对应的第三时刻t3输入第三响应、在与相应地第四球镜度值S4相对应的相应地第四时刻t4输入相应地第四响应。因此，受试者调节光焦度的第三变化速度、相应地第四变化速度。优选地，第三频率低于第二频率，并且第四频率低于第三频率。第五实施例使得能够确定最佳焦点S4，或者至少在最佳焦点周围的值S1、S2、S3、S4。

第五实施例提供了完全个性化的过程，其中，受试者调整振幅和频率两者来微小地评价最佳焦点位置。因此，他/她可以完全控制他/她可以看到的。第五实施例可以比第一实施例、第二实施例和第三实施例更快。

在图6至图8所展示的实施例中，光焦度的变化是正弦曲线或部分正弦曲线。在不脱离本发明范围的情况下，可以设想光焦度的其他周期性连续变化。替代性地，光焦度以伪周期方式变化：调节和选择光焦度变化的振幅和频率，以便根据受试者优化对变化的感知。例如，初始焦度变化以初始频率和初始振幅施加。然后要求受试者首先调节频率(降低频率或增加频率)，对于这种频率，他更容易感知到焦度的变化。在第二步骤，要求受试者减小振幅以调整最小值和最大值，从而更接近期望的或最佳感知的矫正值，或者选择振幅以优化感知变化。因此，以振幅和频率选择变化速度，以便优化受试者眼睛对光焦度特征变化的感知。在这种最后的配置中，光焦度变化可以遵循可以适于受试者的任何其他类型的时间函数。受试者确定哪个点是正确的点。初始振幅可以适于受试者的敏感度，或者受试者可以自我调整光焦度变化的振幅和频率。

在本文所披露的任何实施例的变体中，第一最大焦度值Max1和/或第一最小焦度值Min1可以根据客观起始值(例如，由自动屈光测量产生或取决于受试者的当前矫正)和/或根据受试者的年龄来确定。

在根据本文所披露的任何一个实施例的示例中，我们可以用双色视觉测试来完成该过程。更准确地说，这个步骤对应于受试者在例如红/绿双色测试期间给出的评估。在此测试期间，向受试者呈现图像，该图像包括在一侧的红色背景上显示的黑色视标和在另一侧的绿色背景上显示的黑色视标。然后，受试者指示他的答案，例如“红色背景上视觉更好”或“绿色背景上视觉更好”。如果受试者具有对红色背景上视标更好的视觉，则应该减小球镜值S，并且如果受试者具有对绿色背景上所示的视标更好的视觉，则应该增大球镜值S。替代性地或补充地，我们可以在字母图表上用视觉舒适度评价来完成这个过程。

图9示意性地表示了根据本披露内容的用于测量受试者的屈光的方法的框图。

在步骤ST1，将光学系统的光焦度特征设定为初始确定值。例如，将光学系统的光焦度设定为第一最大值Max1。

步骤ST2包括若干步骤ST21、ST22、ST23，这些步骤可以反复地重复。

在步骤ST21，从确定的值(分别为第一、第二、第三…最大值)开始，光焦度特征以确定的(分别为第一、第二、第三…)变化速度连续地变化。

步骤ST22包括在连续地改变光焦度特征的同时记录受试者的与通过光学系统看到的视觉刺激的清晰度相关的响应。

步骤ST23包括根据在先前步骤ST22记录的受试者的响应来调节变化速度。优选地，步骤ST23还包括根据先前步骤ST22记录的受试者的响应来确定连续最小值(Min1，Min2)、连续最大值(Max2，Max3，…)和连续变化速度(Speed2，Speed3…)的值。

该过程包括重复步骤ST21至ST23预先确定的重复数目N，其中，N是优选地包括在二至五之间的整数，或者直到确定最佳焦点为止。

步骤ST4包括基于在先前步骤ST21至ST23的受试者的响应来确定受试者的至少一个视觉屈光特征。

以上示例已经结合球镜度变化进行了描述，以确定受试者5的眼睛4所需的球镜矫正。

可以应用类似的方法来确定用于散光矫正的柱镜和/或轴位。

在这种情况下，视觉刺激7可以包括非定向特征，或者包括例如两个角度teta1和teta2的两个定向Gabor斑点，例如teta2＝teta1+45度。光学系统2包括允许连续散光变化的光学系统，例如Vision-R800仪器中使用的电动交叉柱镜。散光例如被分解为沿着teta1和teta2的任意取向的公知的柱镜度向量分量。例如，我们使用力偶(J0，J45)，并且在这两个取向上测量向量分量(J0，J45)的两个值。

或者，我们可以测试柱镜度(标注为C)，并且替代性地可以测试柱镜轴位A。用于确定散光的方法可以从初始客观测量开始，或者从球镜的初始估计开始，或者如果没有柱镜，则从任意(0.5D)柱镜值开始。上述用于改变球镜S的任何实施例可以应用于散光分量C或A(或相应地J0或J45)中的每一个。

尽管代表性方法和制品已在本文进行了详细描述，但是本领域技术人员将认识到可以在不脱离由所附权利要求描述和限定的范围下做出各种替代和修改。

上述方法可以在综合屈光检查仪中实施，该综合屈光检查仪具有光学系统，该光学系统具有连续可变焦度特征。例如，方法可以在Vision-R800仪器中实施。

有利地，其中受试者自我调节变化速度的方法可以用于自验光，例如在自助屈光系统中。

有利地，其中操作员或需要操作员控制变化速度的另一仪器的方法由进行验光的眼睛护理专业人员(ECP)驱动。

Claims (15)

1.一种通过向受试者(5)显示视觉刺激(7)来确定所述受试者(5)的至少一个视觉屈光特征的设备(1)，所述设备(1)包括：

-光学系统(2)，所述光学系统布置在所述受试者(5)的眼睛(4)与所述视觉刺激(7)之间的光学路径上，

-所述光学系统(2)适于提供根据时间连续可变的光焦度，

-控制单元(3)和输入装置(8)，所述控制单元用于驱动所述光学系统(2)的光焦度，所述输入装置适于记录所述受试者(5)的与通过所述光学系统(2)看到的所述视觉刺激的清晰度相关的响应，

-所述控制单元(3)适于根据记录的所述响应来调节所述光焦度的变化速度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制单元(3)适于根据记录的所述响应通过经历预先确定的阶段来调节所述变化速度。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制单元(3)适于在初始最大正值(Max1)驱动所述光学系统(2)的光焦度、以第一变化速度(Speed1)将所述光焦度从所述初始最大正值(Max1)减小到与所述视觉刺激(7)的第一清晰度(Sharp1)相关的第一光焦度值(S1)，其中，所述输入装置(8)适于记录所述受试者(5)的与所述第一清晰度(Sharp1)相关的第一响应，并且其中，所述控制单元(3)适于将所述光焦度增大到低于所述初始最大正值(Max1)的第二最大值(Max2)。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述控制单元(3)适于在将所述光焦度增大到所述第二最大值(Max2)之前，将所述光焦度从与所述视觉刺激的第一清晰度(Sharp1)相关的所述第一光焦度值(S1)减小直到第一最小值(Min1)，所述第一最小值取决于与所述视觉刺激的第一清晰度(Sharp1)相关的所述第一光焦度值(S1)。

5.根据权利要求3至4中任一项所述的设备，其中，所述第二最大值(Max2)取决于与所述视觉刺激的第一清晰度(Sharp1)相关的所述第一光焦度值(S1)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备，其中，所述控制单元(3)适于实施所述光焦度在N个相继减小的最大值(Max1，…，Max(i)，…MaxN)与N个相继增大的最小值(Min1，…，Min(i)，…MinN)之间的连续变化，其中，n是包括在2至5之间的整数，其中，所述最大值(Max(i))之一与连续最小值(Min(i))之间的变化速度(Speed i)取决于与所述视觉刺激(7)的清晰度(Sharp i)相关的中间光焦度值，并且其中，随后的最大值(Max(i+1))也取决于与所述视觉刺激(7)的清晰度(Sharpi)相关的所述中间光焦度值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述光焦度包括球镜度、柱镜度和柱镜轴位和/或下加光和/或所述受试者(5)的两只眼睛(4，14)之间的双眼平衡。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，包括计算器，所述计算器适于根据所述受试者的一个或多个响应来确定所述受试者的所述至少一个视觉屈光特征。

9.根据权利要求2至8之一所述的设备，其中，所述控制单元(3)适于取决于所述速度的变化的当前预先确定的阶段和/或取决于记录的所述响应来选择所述视觉刺激(7)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述输入装置(8)包括适于记录输入参数的用户接口，并且其中，所述控制单元(3)适于根据所述输入参数驱动所述变化速度。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述用户接口包括按钮、调光器、操纵杆、适于记录所述受试者的生理信号的装置、语音识别系统、计算机接口、具有实时记录大脑活动的电极的脑机接口、与瞳孔测量系统或反应时间测量系统的接口、追踪运动或眼睛追踪系统和/或面部或手或身体表情分析系统。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，所述设备(1)适于记录所述受试者的反应时间。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中，根据与所述受试者相关的数据和/或根据到所述视觉刺激的距离和/或所述光焦度变化是周期性的、伪周期性的或非周期性的来预先选择所述光焦度的范围和/或所述变化速度的范围。

14.一种用于测量受试者的至少一个视觉屈光特征的系统，所述系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的设备(1)，并且进一步包括客观屈光测量装置(10)和/或用于测量所述眼睛的屈光微波动的装置，所述客观屈光测量装置和/或所述装置适于提供初步测量，所述控制单元(3)适于根据所述初步测量来定义所述光焦度的变化速度的初始曲线。

15.一种用于确定受试者的至少一个视觉屈光特征的方法，所述方法包括以下步骤：

a)连续地改变综合屈光检查仪中的光学系统(2)的光焦度，所述光学系统(2)布置在所述受试者(5)的眼睛(4)与视觉刺激(7)之间的光学路径上，

b)记录所述受试者(5)对所述光学系统(2)的光焦度的连续变化的响应，所述响应与通过具有连续可变光焦度的所述光学系统(2)看到的所述视觉刺激的清晰度相关，

c)根据记录的所述响应来调节所述光焦度的变化速度，以及

d)重复所述步骤a)至步骤c)，直到确定最佳焦点为止。

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