CN1477940A - 测量波前像差的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量波前像差的设备和方法。该设备包括：一用来反射该波前(126)的所选择部分的反射装置(128)，一用来捕捉与所选择的部分相关的信息成像装置(132)，和一用来从该捕捉的信息计算该波前的像差的处理器(136)。该方法包括：将波前(126)的所选择部分反射到该成像装置(132)上，捕捉与所选择部分相关的信息，和处理该捕捉的信息以推导该像差。

Description

测量波前像差的方法和设备
技术领域
本发明总体上涉及光学仪器，更具体地说，涉及一种测量波前像差的方法和设备。本发明特别地(但非唯一地)有效于眼科应用中的光学波前的测量，例如在校正装置如透镜(例如，隐形眼镜，眼镜，眼内的)中眼睛像差的测量，和有效于在屈光手术之前、之中及之后评估眼睛像差，以便改善视力。
背景技术
人的眼睛是一光学系统，它使用透镜将代表图像的光线聚焦在该眼睛内的视网膜上。确定该眼睛的视觉灵敏度的一个因素就是在该视网膜上所产生的图像的锐利度。但是，在透镜和其它部件内的缺陷和该眼睛内的物质却可使该光线偏离希望的路径。这些偏离可导致图像的模糊和视觉灵敏度的下降，这些偏离就称做像差。因此，就希望有一种测量像差的方法和设备来帮助校正这样的问题。
一种检测由眼睛引入的像差的方法涉及确定从该眼内出来的光线的像差。射进眼内成为视网膜上一点的光束从该眼被作为波前反射或散射回来。该波前代表从该眼睛出来的光线的方向。通过对该波前的各个部分的传播方向的确定，引入经过该眼的部件(如角膜)的光线的像差就可被确定和校正。在这种系统中，确定该像差的提高精度可通过减小用来推导传播方向的该波前的区域的尺寸来实现。
波前产生的一般图解示于图1中。图1是由将激光束12从眼睛16的视网膜20上反射所产生的波前10的示意图。该激光束12在该视网膜20上聚焦成一小斑点14。该视网膜20充当一漫反射器，反射该激光束12，导致一点光源的波前10。理想的情况是，由离开一完好眼睛的点光源产生的波前10可用一球面或平面波前22表示。但是当该波前从眼睛出来时由该眼16所引入的像差就产生一不完美的波前，如波前10所示。该波前10代表导致散焦，散光，球面像差，彗差以及其它的不规则性的像差。测量和校正这些像差可使眼睛16实现它的全部潜力，也就是达到视力分辨率的极限。
图2是测量图1所示波前10的现有技术设备的图解。通过测量像差，就可产生校正透镜和/或执行校正过程来改善视力。在图2中，激光器22产生激光束12，通过分束器25将该激光束送到眼睛16。该激光束12在该眼睛16的视网膜20上形成一斑点14。该视网膜从该斑点14反射该光，以产生一点光源的波前10，当它通过该透镜与其它部件和眼睛16内的物质时，该波前就变成有像差的了。该波前10通过分束器25到达一波前传感器26。图2所描述的设备通常是被作为单程(single-pass)波前测量系统来描述的。
典型的现有技术的波前传感器26包括如图3所示的一像差镜(aberroscope)30和一成像平面28，或者包括如图4所示的一Hartmann-Shack传感器40和一成像平面28。通过使波前10穿过该像差镜30或Hartmann-Shack传感器40，该波前传感器26对该波前10取样，导致该波前10在成像平面28上产生一斑点阵列。一般来说，该成像平面28是一电荷耦合器件(CCD)的照相机。将一参考波前所产生的斑点阵列与该波前10所产生的斑点阵列进行比较，就可计算出由该眼睛16所引入的像差。
在该成像平面28上的每一斑点都代表该波前10的一部分，部分越小则就能使像差的确定精度越高。这样，在图3所示的像差镜30中，该子孔径间隔32和子孔径33的尺寸越小，以及在图4所示的Hartmann-Shack传感器40中的微透镜的子孔径间隔42越小，则像差的确定就可能越精确。
Hartmann-Shack系统的一个例子被描述于Williams等人在1999年7月2日提出的专利U.S.Patent Number 6,095,651中，其标题为“Method and Apparatus for Improving Vision and theResolution of Retinal Images”，并已在此引入作为参考。
但是，在这样的现有技术装置中像差的分辨率却受像差镜30中栅格尺寸32和孔径尺寸33的限制(参看图3)，并受Hartmann-Shack传感器40的微透镜的子孔径间隔42的限制(参看图4)。由于叠影(foldover)，栅格尺寸32和微透镜子孔径间隔42的缩小受到限制。例如，在成像平面28上的两个或更多斑点31A，31B，和31C重叠时，在像差镜传感器30中就发生叠影，由此导致相邻子孔径斑点之间的混乱。同样，当在成像平面28上的两个或更多斑点41A，41B，41C和41D重叠时，在Hartmann-Shack传感器40中就发生叠影。叠影可由于太小的栅格尺寸32或微透镜子孔径间隔42，高度的像差，或这些条件的组合而产生。因此，应使该栅格尺寸32或微透镜子孔径间隔42平衡，以实现良好的空间分辨率，同时使大像差的测量成为可能。因此，测量高度像差能力的获得是以牺牲空间分辨率为代价的，反之依然。
由该像差镜和Hartmann-Shack方法所强加的限制局限了这些以高空间分辨率测量大像差的系统的效力。这些限制妨碍测量具有大像差的光学系统，因而妨碍了它们实现它们的全部潜力。因此，能以高度空间分辨率测量大范围像差测量的眼科装置和方法将是有用的。
发明内容
本发明公开了一种高精度确定波前像差的设备和方法。该设备包括多个用来反射该波前的所选择部分的反射镜，一个用来捕捉与所选择部分相关的信息的成像装置，以及一个用来控制该多个反射镜和解析该捕捉信息以计算该像差的处理器。该方法包括将波前的所选择部分反射到成像装置上，捕捉与所选择部分相关的信息，以及处理该捕捉的信息以便推导该像差。本发明的设备和方法能以高度空间分辨率测量大范围的像差。
该波前在聚焦光学系统(例如眼睛)中作为一点光源开始。该点光源是通过将一束放射线(如激光)导过一聚焦光学系统，并使该光束散射或反射的方法来产生的。放置在该激光束路径上的一分束器将该激光束导向通过该聚焦光学系统。该聚焦光学系统具有一起着漫反射器作用的内部部分，用来反射或散射该光束。由点光源产生的波前通过该聚焦光学系统和该分束器，到达本发明的波前传感器。该波前传感器测量该波前的畸变来作为对该聚焦光学系统引入像差的评估。然后由与该波前传感器耦连的处理器计算像差。
附图说明
图1是由眼的视网膜反射的激光束所产生的波的示意图；
图2是用来测量由眼所引入的像差的现有设备的示意图；
图3是在现有技术的设备中用来测量像差的像差镜的示意图；
图4是在现有技术的设备中用来测量像差的Hartmann-Shack微透镜阵列的示意图；
图5是按照本发明用来测量由光学系统引入的像差的设备的示意图；
图5A是按照本发明的一反射装置的说明图解；
图5B是按照本发明图5A所示反射装置的横截面视图，它包括波前和成像装置；
图6是按照本发明说明部分波前的反射的示意图；
图7是部分Digital Micromirror DeviceTM(DMDTM)的透视图；
图8是一说明按照本发明由在图7所示的DMDTM内的单反射镜反射部分波前的示意图；
图9是一说明按照本发明将部分波前的反射和改向到成像装置上的示意图。
具体实施方式
图5所示的是一按照本发明的波前测量装置100的优选实施例。在图5所示的该装置100的一般概观中，一辐射源110产生一光束112。该光束112不改变地通过一光学分束器114。另一分束器116然后将该光束112改向至一光学系统115，如眼睛118。该光束112通过角膜120进入眼睛118，在这里它被视网膜124反射，产生一点光源成像波前126，从该眼睛118反向传播出来。该波前126受眼118内残缺的影响，产生了像差。受了影响的波前126通过分束器116到达一反射装置128。在该反射装置128内的各个反射镜区130选择性地反射该波前126的一些部分，经由改向反射镜134到达一成像装置132，该成像装置捕捉与该波前126相关的信息。处理器136被用来对该反射装置130进行控制和对捕捉的信息进行处理。
辐射源110是一能产生聚焦光子束的装置，最好是激光器。可供选择的辐射源110包括激光二极管，超级发光二极管，或实质上来说，任何适合的辐射装置都可以。另外，该辐射源110还可包括一空间滤波器用来校正与该辐射源110有关的噪音。
可选的分束器114是一能选择性通过并在波前测量装置100内对光束进行导向的装置。在该优选实施例中，该可选的分束器114被配置来通过该辐射源110所产生的光和反射来自固定靶117的光。这种配置允许将来自该固定靶117的光安放在与来自该辐射光源110的向眼睛118行进的光相同的路径上。该固定靶117是一可选部件，它为其眼睛118正在被扫描的人提供一聚焦点，由此控制眼睛的运动和适应(聚焦)。如果不使用固定靶117则可除去该可选的分束器114。最好是，该可选的分束器是一偏振分束器，它可根据该光束的偏振选择性地通过或反射光。
其它的分束器116也能选择性地通过光束和对光束进行导向。该分束器116被配置来将光束112和来自该固定靶117的光反射到例如眼睛118的光学系统115，并使从光学系统115投射出来的光不加改变地通过。最好是，该分束器116也是如上所述的一偏振分束器。
所示的光学系统115是眼睛118。另外，该光学系统可包括反射表面和接触透镜或眼镜，眼和接触透镜或眼镜，望远镜，显微镜，或其它类型的光学系统。这里，来自该辐射源110的光束112保持在远远小于衍射限制的瞳孔孔径(近似为2mm)，以便在视网膜124上形成一斑点122。还可在光束112的路径上使用一聚焦透镜，以计及该眼睛的散焦和/或散光。该视网膜124，充当一漫反射器，有效地变成离开眼睛118并由此产生波前126的光的光源。当该光从视网膜124反射出来时，由于眼睛内的缺陷而产生的像差就被引入了。因为该光束112很小，所以当该光束进入眼睛118时，眼睛118内产生像差的缺陷的影响就很小。因此，该像差主要是在从眼睛118离开时被引入该光中，在实质上就使这成为一单程的像差测量系统。单程测量系统是需要的，因为双程测量系统事实上有两次像差，例如，在光进入眼睛118时像差就被引入光中，而当光离开眼睛118时又再次引入光中。
在眼睛118和反射装置128之间放置了一个或多个光学装置，如透镜125。该透镜125在眼睛118和反射装置128之间传递该点光源的成像波前126，以便当构成波前126的波从眼睛118传递到该反射装置128时，可保留该波的传播方向。例如在本发明中所使用的透镜125等光学装置是该技术领域中众所周知的。
该反射装置128具有多个反射镜129，这些反射镜形成或可被组合形成一些反射镜区130(参看图5和图5A)。每个反射镜区130都能反射该波前126的一部分，以便独立于其它部分地测量该部分(参看图5B)。最好是，每个反射镜区130可至少在两个方位上取向。在第一方位133(图5B)上，反射镜区130将沿成像装置132接收的方向反射在该反射镜区130上入射的波前126的部分140，而在第二方位135上，该反射镜区130将沿远离该成像装置132的方向反射该波前126的部分。
每个反射镜区130都包含单个反射镜129，或多个最好是彼此相邻的反射镜129，后者如图5A所示。例如，如果该反射装置128包括一1000反射镜×1000反射镜的阵列，则每个反射镜区130就可包括：单个反射镜129；3反射镜×3反射镜构成的阵列，如图5A所示；100反射镜×100反射镜构成的阵列；或任何其它合适的组合。尽管本实施例设想可以使每个反射镜区130具有相同的反射镜配置，但相信这并不是必须的。
图6图示出由反射装置128内的反射镜区130将该波前126的一部分140反射到成像装置132以确定像差的情形。在这里，反射镜区130具有单个反射镜129。当反射镜129如反射镜131处于第一方位133(参看图5B)时，该波前部分140是作为反射波前部分144被导向成像装置132的成像平面142。其它的反射镜129，如在处于第二方位135的反射镜137(参看图5B)使入射在其上的波前126的部分反射远离成像平面142，如向区域139反射。
为了捕捉整个波前126，每个反射镜129或反射镜的组合130都被依次定位以便将入射在其上的波前的相应部分反射到该成像装置132上，然后当另一反射镜129被定位向成像装置132反射时，该反射镜就被重新定位到远离反射的方位上。当然，如果反射镜区130具有多于一个的反射镜129，则最好将每个反射镜区130的所有反射镜129定位为一个单元。
在该波前部分140内的像差将该反射的波前部分144从无像差路径(aberration free path)146移动一个量，该移动量与同该反射镜131相对应的波前部分140的局部斜率成比例。给定了反射波前部分144的位置和入射到成像平面142上的无像差路径146之间的位移145和从该波前部分140到成像平面142的距离后，则该波前部分140的传播方向就可利用已知的方法，如反正切函数，也就是同该波前部分140的角相对的边长与该角相邻的边长的比率来计算。然后就可利用已知的方法来计算该波前部分140的像差。
在本优选实施例中，使每个反射镜区130单独取向，以便使该波前126的相应部分指向该成像装置132，在这里，与该部分相关的信息就被该成像装置132所捕捉。另外，也可使多于一个的反射镜区130取向来使该波前126的一些相应部分都基本同时地指向该成像装置132。如果多于一个的反射镜区130同时使该波前126的一些相应部分指向该成像装置132，则这样的一些反射镜区130就应被另一使反射远离该成像装置132的反射镜区所分隔，以便防止成像区域之间的叠影。例如，参看图5A，如果使两个反射镜区130A和130C基本同时取向来使该波前126的相应部分指向该成像装置132，则这两反射镜区130A和130C将被一个或多个反射镜区130，如第三反射镜区130B分隔，该第三反射镜区130B将被取向来使该波前126的相应部分反射，使其远离该成像装置132。通过改变该反射镜130的尺寸和同时使波前126的一些部分指向该成像装置132的反射镜区130的数目，就可调节捕捉全部波前126所要求的速度和该系统的空间分辨率。
一个可取的反射装置128就是Digital Micromirror DeviceTM(DMDTM)。对于本技术的普通技术人员来说都将显而易知，按照本发明还可使用其它类型的反射装置。DMDTM被描述在Hornbeck等人，题为“Spatial Light Modulator and Method”的美国专利U.S.PatentNo.5,096,279和Sampsell的题为“Spatial Light Modulator”的专利U.S.Patent No.4,954,789中，这两篇专利都在此引入作为参考。
图7描画了Digital Micromirror DeviceTM(DMDTM)150的一部分。DMDTM包括由几百或几千块微小的可倾斜的反射镜129构成的一阵列，每块反射镜都能反射该波前126的一部分。图7描画了在该DMDTM150内的两个单独的反射镜129。为了使该反射镜能倾斜，在CMOS基片154上的基础控制电路之上方，每块反射镜129都被连接在一个或多个安装在支柱的铰链152上，而且借助流体(空气或液体)间隙隔开。该控制电路提供静电力，使每块反射镜129作有选择性地倾斜。在操作中，数据被装载到该DMDTM150的存储单元中，而且按照这数据使各个反射镜129倾斜以便通过改向反射镜134将光反射到成像装置132或将光向远离该成像装置的方向反射，如图5所见。合适的DMDTM装置包括SXGA和SVGA DMDTM装置，它们可从Texas Instruments获得。
图8详细描画出由DMDTM的一个反射镜129进行的波前部分140的反射(图6)。单个的反射镜129具有3个方位(就是，-10°，0°，+10°)。在+10°的方位上，代表图5B的第一方位133，该波前部分140被指向成像平面142。在0°和-10°方位上，都代表图5B的第二方位135，该波前部分140被指向远离成像平面142的方向。最好是，该成像平面142包括多个能检测来自该波前部分140能量的单元143。虽然DMDTM的每块反射镜都具有三个方位，但在本发明中却只需要两个。
在所示的实施例中，该波前部分140是通过改向反射镜134指向该成像装置132的。该改向反射镜134在光学上是放置(不一定是物理放置)在该反射装置128和成像装置132之间，以便将该波前140从该反射镜区130反射到成像装置132上。这有利于相对于多个反射镜128安置该成像装置132。另外，该波前部分还可直接从该反射装置128传送到成像装置132，由此消除对改向反射镜134的需要。
图9详细描画出了图5所见的改向反射镜134的工作情况。在图9中，波前部分144的反射被该反射装置128内的反射镜区130从整个波前126分离出来。波前部分144的反射被从改向反射镜134反射到成像装置132的成像平面142上。波前126的非测量部分147被导向远离该成像平面142的方向。由于增加了灵活性，该改向反射镜134使相对于反射装置128安置该成像装置132变得容易起来。该灵活性是由于具有可将该成像装置132安置在除到该反射装置128的直接视线以外的位置的能力而产生的。
该成像装置132能精确检测入射到成像平面133的能量位置。最好是，该成像装置132是一电荷耦合器件(CCD)的照相机。电荷耦合照相机就是能将入射到成像平面133的能量转换成一数字表示的装置。电荷耦合器件是众所周知的，用于本发明的合适器件对于本技术的普通技术人员将是显而易知的。
该处理器136控制反射镜区130的取向。此外，该处理器136从该成像装置132接收信息并分析该信息，以计算像差。可在处理器136处理之前将该信息存储在存储寄存器中，也可立即进行处理。在本优选实施例中，为了计算该波前126的像差，该处理器136使各个反射镜区130(该反射镜区130的所有反射镜129)取向，以便在不同时间向该成像装置128反射。在另一实施例中，该处理器136基本上同时使两个或多个反射镜区向该成像装置132取向来计算该波前126的像差。在这另一实施例中，各个反射镜区130被一反射远离成像装置132的缓冲反射镜区分隔，以便防止在与各个反射镜区130相应的波前126的部分之间发生叠影，如先前所述。对于本技术的普通技术人员来说显然可知，多个反射镜128的控制，从成像装置132接收信息，和处理信息都可用一单处理器或在多个处理器之间分配完成。
按照本发明的实施例，该像差校正装置138是与该处理器136耦连的。另外，该处理器136所计算的信息可以被存储在硬盘、软盘、服务器、光盘数字多用磁盘或基本上任何能存储信息的装置上。然后将存储的信息传送到像差校正装置138。该像差校正装置138包括一已知的透镜研磨机、接触透镜制造系统、手术激光系统或其它的光学系统校正装置。在手术激光系统中，将一个激光器相对于该分束器116进行可选地放置，以便按本技术众所周知的方式将激光切割束指向该眼睛118的角膜120来完成眼科手术的目的。
为了图示的目的，已根据测量由人眼引入的波前像差描述了本发明。但是，对于本技术的普通人员将显而易见，本发明可被用于测量由其它光学系统所产生的像差，所述其它光学系统例如眼镜、望远镜、双目镜、单目镜、接触透镜、非人类的眼睛或这些系统的组合。
在这样描述了本发明的几个具体实施例之后，对于本领域的普通技术人员来说将易于进行各种变更、修改和改进。这样的变更，修改，和改进，如本公开所阐明的那样，是意图成为本说明的一部分，尽管在此并未直接表述，它们应属于本发明的精神和范围之内。因此，先前的说明是只举了例子而未加限制。仅像在下述的权利要求和所附的等效条款中所规定的那样对本发明进行了限制。

Claims (28)

1.一种用于测量波前的传感器，所述传感器包括：
多个反射镜，用来接收该波前，所述多个反射镜包括第一反射镜区，用来反射该波前的第一部分，所述第一反射镜区具有在一个方向中反射的第一方位和在另一方向中反射的第二方位；
成像装置，用来检测该波前的所述第一部分，当所述第一反射镜区处于所述第一方位时，所述第一反射镜区就对波前的所述部分进行导向以便被所述成像装置接收，当所述第一反射镜区处于所述第二方位时，所述第一反射镜区就对波前的所述部分进行导向以便不被所述成像装置接收；和
处理器，用来控制所述第一反射镜区在所述第一和第二方位之间移动。
2.按照权利要求1的传感器，其中所述的多个反射镜还包括第二反射镜区，用来反射该波前的第二部分，所述第二反射镜区具有第一方位和第二方位；当所述第二反射镜区处于所述第一方位时，所述第二反射镜区就对波前的所述第二部分进行导向以便被所述成像装置接收，当所述第二反射镜区处于所述第二方位时，所述第二反射镜区就对波前的所述第二部分进行导向以便不被所述成像装置接收；所述处理器用来控制所述第二反射镜区在所述第一和第二方位之间移动。
3.按照权利要求2的传感器，其中所述第一反射镜区和第二反射镜区的每一个都包括至少一个反射镜。
4.按照权利要求2的传感器，其中所述处理器能从所述成像装置接收信息，用来计算该波前的所述第一部分的第一波像差和该波前的所述第二部分的第二波像差。
5.按照权利要求4的传感器，其中所述处理器能基本上同时使所述第一反射镜区定位在所述第一方位且所述第二反射镜区定位在所述第一方位，并为该波前的所述第一和第二部分计算所述第一和第二波像差。
6.按照权利要求2的传感器，其中所述第一反射镜区和所述第二反射镜区被用于反射该波前的第三部分的第三反射镜区所分隔开，所述第三反射镜区具有一个第一方位和一个第二方位，在第一方位中时该波前的所述第三部分被导向所述成像装置，而在第二方位中时所述第三部分则被导向为使其不被所述成像装置所接收。
7.按照权利要求6的传感器，其中当所述第一和第二反射镜区都处于第一方位时，所述第三反射镜区就处于第二方位。
8.按照权利要求4的传感器，其中所述处理器在不同时间上将所述第一反射镜区定位在所述第一方位上并将第二反射镜区定位在第一方位上，以便计算该波前的所述第一和第二部分的所述第一波像差和所述第二波像差。
9.按照权利要求1的传感器，其中所述的多个反射镜是由一个数字微镜装置(DMD)提供的。
10.按照权利要求1的传感器，其中所述成像装置是一个电荷耦合器件(CCD)。
11.按照权利要求1的传感器，还包括：
一个在光学上定位在所述反射装置和所述成像装置之间的改向反射镜，用来将该波前的所述第一部分从所述反射装置反射到所述成像装置。
12.一种用于测量从一个聚焦光学系统发射的点光源成像波前的像差的设备，它包括：
辐射源，用来产生一个将被导向该聚焦光学系统的光束；
多个反射镜，用来接收来自该聚焦光学系统的该点光源成像波前，所述多个反射镜包括用来反射该点光源成像波前的第一部分的第一反射镜区，所述第一反射镜区具有第一方位和第二方位；
成像装置，用来接收该点光源成像波前的所述第一部分，当处于所述第一方位时，所述第一反射镜区将该点光源成像波前的所述部分导向以便被所述成像装置接收，当处于第二方位时，所述第一反射镜区将该点光源成像波前的所述部分导向以便不被所述成像装置接收；和
处理器，用来控制所述第一反射镜区在所述第一和第二方位之间移动。
13.按照权利要求12的设备，其中所述的多个反射镜还包括用来反射该点光源成像波前的第二部分的第二反射镜区，所述第二反射镜区具有一个第一方位和一个第二方位；所述第二反射镜区的第一方位对该点光源成像波前的第二部分导向以便被所述成像装置接收，所述第二反射镜区的第二方位对该点光源成像波前的第二部分导向以便不被所述成像装置接收；并且所述处理器用来控制所述第二反射镜区在所述第一和第二方位之间移动。
14.按照权利要求12的设备，还包括：
一个改向反射镜，在光学上定位在所述反射装置和所述成像装置之间，以便有利于所述成像装置相对于所述反射装置的安置。
15.按照权利要求12的设备，还包括：
固定靶；和
分束器，在光学上定位在所述辐射源和该聚焦光学系统之间，以便光学地组合所述固定靶和所述光束。
16.一种测量光学波前的方法，包括下述步骤：
(a)将该光学波前的所选择部分反射到成像装置上；
(b)将该光学波前的另一所选择的部分反射到所述成像装置上；和
(c)比较与该光学波前的每一个所选择部分相关的信息，以便计算每一个所选择部分的像差。
17.按照权利要求16的方法，还包括步骤：
分析该捕捉的信息，以便确定每一个所选择部分的像差。
18.按照权利要求16的方法，还包括步骤：
重复步骤(a)和(b)直到捕捉到与所述光学波前的希望部分相关的信息为止。
19.按照权利要求18的方法，还包括步骤：
对所述希望的区域的像差进行计算。
20.一种测量光学波前的方法，包括下述步骤：
将该光学波前的多个部分的每一个都反射到成像装置上；和
确定该光学波前的像差。
21.按照权利要求20的方法，其中所述的确定步骤包括：
将由该光学波前在所述成像装置产生的图像与该光学波前的所述多个部分的每一个的无像差波前的已知值进行比较；
计算该光学波前的所述多个部分的每一个的各个像差；和
将各个像差组合起来以便推导出该光学波前的像差。
22.一种用于测量聚焦光学系统的波像差的方法，包括：
在该聚焦光学系统内的反射表面上产生一斑点；
将从该聚焦光学系统发射的点光源图像的多个部分的每一个都反射到成像装置上；和
确定该聚焦光学系统的波像差。
23.按照权利要求22的方法，其中所述确定步骤包括：
将由所述点光源图像在所述成像装置上产生的图像与所述多个部分的每一个的无像差图像的已知值进行比较；
为所述多个部分的每一个计算各个像差；和
将各个像差组合起来以便推导出该聚焦光学系统像差。
24.按照权利要求23的方法，其中所述点光源图像与所述反射表面上的所述斑点相对应。
25.按照权利要求22的方法，还包括下述步骤：
产生一个固定靶；和
将所述固定靶传递到所述聚焦光学系统。
26.一种用于确定眼睛的波像差的方法，包括下述步骤：
产生一个光束；
将所述光束传送到眼睛视网膜上的一个斑点；
将从所述眼睛发出的与所述视网膜上的所述斑点相对应的波前传送到一个多反射镜装置上；和
将入射到所述多反射镜装置的所述波前的一些部分选择性地反射到一个成像装置上。
27.按照权利要求26的方法，还包括下述步骤：
产生一个固定靶；和
将所述固定靶传送到所述眼睛。
28.按照权利要求26的方法，还包括下述步骤：
将所述成像装置上的所述波前的选择性反射部分与一个无像差图像的已知值进行比较；和
利用所述波前的比较的选择性反射部分来确定所述眼睛的波像差。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102706464A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 中国科学院光电技术研究所 一种相位差法波前传感器
CN102844651A (zh) * 2010-04-05 2012-12-26 株式会社尼康 波前像差测定装置
CN102988022A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 伟伦公司 视力偏差检测装置和方法
CN103335824A (zh) * 2013-07-04 2013-10-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大口径空间光学系统外场波前像差检测方法
CN104274152A (zh) * 2014-08-04 2015-01-14 上海嫦娥光学仪器科技有限公司 一种医疗验光仪及其验光方法

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6986579B2 (en) * 1999-07-02 2006-01-17 E-Vision, Llc Method of manufacturing an electro-active lens
US6857741B2 (en) * 2002-01-16 2005-02-22 E-Vision, Llc Electro-active multi-focal spectacle lens
US7023594B2 (en) * 2000-06-23 2006-04-04 E-Vision, Llc Electro-optic lens with integrated components
US6871951B2 (en) * 2000-06-23 2005-03-29 E-Vision, Llc Electro-optic lens with integrated components
US6619799B1 (en) * 1999-07-02 2003-09-16 E-Vision, Llc Optical lens system with electro-active lens having alterably different focal lengths
US6851805B2 (en) * 1999-07-02 2005-02-08 E-Vision, Llc Stabilized electro-active contact lens
US7775660B2 (en) 1999-07-02 2010-08-17 E-Vision Llc Electro-active ophthalmic lens having an optical power blending region
US7264354B2 (en) * 1999-07-02 2007-09-04 E-Vision, Llc Method and apparatus for correcting vision using an electro-active phoropter
US7988286B2 (en) 1999-07-02 2011-08-02 E-Vision Llc Static progressive surface region in optical communication with a dynamic optic
US6685317B2 (en) 2000-06-13 2004-02-03 Massie Research Laboratories, Inc. Digital eye camera
US7281800B2 (en) * 2001-01-03 2007-10-16 Imedos-Intelligente Optische Systeme der Medizin- und Messtechnik GmbH Device and method for imaging, stimulation, measurement and therapy, in particular for the eye
CN1599881A (zh) * 2001-10-05 2005-03-23 E-视觉有限公司 复合电活性透镜
US6712466B2 (en) 2001-10-25 2004-03-30 Ophthonix, Inc. Eyeglass manufacturing method using variable index layer
US6781681B2 (en) 2001-12-10 2004-08-24 Ophthonix, Inc. System and method for wavefront measurement
US7034949B2 (en) 2001-12-10 2006-04-25 Ophthonix, Inc. Systems and methods for wavefront measurement
EP1454582B1 (en) * 2001-12-11 2016-04-06 Kabushiki Kaisha TOPCON Eye characteristic measuring apparatus
US20050174535A1 (en) 2003-02-13 2005-08-11 Lai Shui T. Apparatus and method for determining subjective responses using objective characterization of vision based on wavefront sensing
US6761454B2 (en) 2002-02-13 2004-07-13 Ophthonix, Inc. Apparatus and method for determining objective refraction using wavefront sensing
AU2003283058B2 (en) * 2002-11-20 2009-11-05 Clearmark Technologies Pty Ltd A corneal topographer
AU2002952772A0 (en) * 2002-11-20 2002-12-05 Clearmark Technologies Pty Ltd A corneal topographer
CA2535905A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-24 E-Vision, Llc Enhanced electro-active lens system
US9801709B2 (en) 2004-11-02 2017-10-31 E-Vision Smart Optics, Inc. Electro-active intraocular lenses
US8778022B2 (en) 2004-11-02 2014-07-15 E-Vision Smart Optics Inc. Electro-active intraocular lenses
US8931896B2 (en) 2004-11-02 2015-01-13 E-Vision Smart Optics Inc. Eyewear including a docking station
DE102004063838A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-06 Seereal Technologies Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Berechnen computer generierter Videohologramme
US7452074B2 (en) 2005-09-27 2008-11-18 Transitions Optical, Inc. Optical elements and method of making the same using liquid crystal materials
US9101292B2 (en) 2006-01-20 2015-08-11 Clarity Medical Systems, Inc. Apparatus and method for operating a real time large dipoter range sequential wavefront sensor
US9107608B2 (en) 2006-01-20 2015-08-18 Clarity Medical Systems, Inc. Apparatus and method for operating a real time large diopter range sequential wavefront sensor
US7445335B2 (en) * 2006-01-20 2008-11-04 Clarity Medical Systems, Inc. Sequential wavefront sensor
US8356900B2 (en) 2006-01-20 2013-01-22 Clarity Medical Systems, Inc. Large diopter range real time sequential wavefront sensor
US8777413B2 (en) 2006-01-20 2014-07-15 Clarity Medical Systems, Inc. Ophthalmic wavefront sensor operating in parallel sampling and lock-in detection mode
US8100530B2 (en) 2006-01-20 2012-01-24 Clarity Medical Systems, Inc. Optimizing vision correction procedures
US8820929B2 (en) 2006-01-20 2014-09-02 Clarity Medical Systems, Inc. Real-time measurement/display/record/playback of wavefront data for use in vision correction procedures
US20080273166A1 (en) 2007-05-04 2008-11-06 William Kokonaski Electronic eyeglass frame
US7656509B2 (en) 2006-05-24 2010-02-02 Pixeloptics, Inc. Optical rangefinder for an electro-active lens
MX2008016278A (es) 2006-06-23 2009-03-26 Pixeloptics Inc Adaptador electronico para anteojos con lentes electro-activos.
GB0616974D0 (en) 2006-08-29 2006-10-04 Univ Heriot Watt Optical characteristic mapping instrument
AR064985A1 (es) 2007-01-22 2009-05-06 E Vision Llc Lente electroactivo flexible
EP2115519A4 (en) 2007-02-23 2012-12-05 Pixeloptics Inc DYNAMIC OPHTHALMIC OPENING
US7883206B2 (en) 2007-03-07 2011-02-08 Pixeloptics, Inc. Multifocal lens having a progressive optical power region and a discontinuity
US20080273169A1 (en) 2007-03-29 2008-11-06 Blum Ronald D Multifocal Lens Having a Progressive Optical Power Region and a Discontinuity
US7883207B2 (en) 2007-12-14 2011-02-08 Pixeloptics, Inc. Refractive-diffractive multifocal lens
US11061252B2 (en) 2007-05-04 2021-07-13 E-Vision, Llc Hinge for electronic spectacles
US10613355B2 (en) 2007-05-04 2020-04-07 E-Vision, Llc Moisture-resistant eye wear
US8317321B2 (en) 2007-07-03 2012-11-27 Pixeloptics, Inc. Multifocal lens with a diffractive optical power region
WO2009117506A2 (en) 2008-03-18 2009-09-24 Pixeloptics, Inc. Advanced electro-active optic device
US8154804B2 (en) 2008-03-25 2012-04-10 E-Vision Smart Optics, Inc. Electro-optic lenses for correction of higher order aberrations
WO2011100544A1 (en) 2010-02-12 2011-08-18 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Apparatus and method to obtain clinical ophthalmic high order optical aberrations
DE102011113953A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren zur automatisierten Optimierung der Berechnung einer zu implantierenden Intraokularlinse
KR102495254B1 (ko) 2012-01-06 2023-02-06 이-비전 스마트 옵틱스, 아이엔씨. 안경류 도킹 스테이션 및 전자 모듈
TWI588560B (zh) 2012-04-05 2017-06-21 布萊恩荷登視覺協會 用於屈光不正之鏡片、裝置、方法及系統
CA2871891C (en) 2012-04-30 2016-11-01 Clarity Medical Systems, Inc. Ophthalmic wavefront sensor operating in parallel sampling and lock-in detection mode
KR101327147B1 (ko) * 2012-09-03 2013-11-20 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 캐리어 헤드 및 그 조립 방법
US9201250B2 (en) 2012-10-17 2015-12-01 Brien Holden Vision Institute Lenses, devices, methods and systems for refractive error
CN102860817A (zh) * 2012-10-12 2013-01-09 中国科学院光电技术研究所 一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置
CN108714063B (zh) 2012-10-17 2021-01-15 华柏恩视觉研究中心 用于屈光不正的镜片、装置、方法和系统
CA2890616C (en) * 2012-11-07 2017-05-02 Yan Zhou Apparatus and method for operating a real time large diopter range sequential wavefront sensor
TW201439511A (zh) * 2013-04-02 2014-10-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 大動態測量範圍的波前測量系統及其測量方法
EP3440508B1 (en) 2016-04-12 2021-01-27 E- Vision Smart Optics, Inc. Electro-active lenses with raised resistive bridges
US10599006B2 (en) 2016-04-12 2020-03-24 E-Vision Smart Optics, Inc. Electro-active lenses with raised resistive bridges
CN117451322A (zh) * 2023-10-27 2024-01-26 天津大学 一种基于相位偏折的离轴多反波前测量方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3422144A1 (de) 1984-06-14 1985-12-19 Josef Prof. Dr. 6900 Heidelberg Bille Geraet zur darstellung flaechenhafter bereiche des menschlichen auges
US5096279A (en) 1984-08-31 1992-03-17 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US4954789A (en) 1989-09-28 1990-09-04 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator
US5062702A (en) 1990-03-16 1991-11-05 Intelligent Surgical Lasers, Inc. Device for mapping corneal topography
US5624437A (en) 1995-03-28 1997-04-29 Freeman; Jerre M. High resolution, high speed, programmable laser beam modulating apparatus for microsurgery
US6271914B1 (en) * 1996-11-25 2001-08-07 Autonomous Technologies Corporation Objective measurement and correction of optical systems using wavefront analysis
US5777719A (en) 1996-12-23 1998-07-07 University Of Rochester Method and apparatus for improving vision and the resolution of retinal images
CA2311818C (en) * 1997-11-21 2002-10-01 Autonomous Technologies Corporation Objective measurement and correction of optical systems using wavefront analysis
US6547395B1 (en) * 1998-02-06 2003-04-15 Wavefront Sciences, Inc. Methods of measuring moving objects and reducing exposure during wavefront measurements
ATE222074T1 (de) 1998-08-19 2002-08-15 Autonomous Technologies Corp Gerät und verfahren zur messung von fehlsichtigkeiten eines menschlichen auges
US6199986B1 (en) * 1999-10-21 2001-03-13 University Of Rochester Rapid, automatic measurement of the eye's wave aberration

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102844651A (zh) * 2010-04-05 2012-12-26 株式会社尼康 波前像差测定装置
CN102844651B (zh) * 2010-04-05 2015-07-01 株式会社尼康 波前像差测定装置
CN102988022A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 伟伦公司 视力偏差检测装置和方法
CN102706464A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 中国科学院光电技术研究所 一种相位差法波前传感器
CN103335824A (zh) * 2013-07-04 2013-10-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大口径空间光学系统外场波前像差检测方法
CN103335824B (zh) * 2013-07-04 2016-01-13 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大口径空间光学系统外场波前像差检测方法
CN104274152A (zh) * 2014-08-04 2015-01-14 上海嫦娥光学仪器科技有限公司 一种医疗验光仪及其验光方法
CN104274152B (zh) * 2014-08-04 2016-09-14 上海嫦娥光学仪器科技有限公司 一种医疗验光仪及其验光方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030065486A (ko) 2003-08-06
US20040004696A1 (en) 2004-01-08
US6880933B2 (en) 2005-04-19
WO2002028272A1 (en) 2002-04-11
BR0114406A (pt) 2004-04-20
TW529927B (en) 2003-05-01
CN100337581C (zh) 2007-09-19
CA2681960A1 (en) 2002-04-11
AU9462301A (en) 2002-04-15
EP1326525A1 (en) 2003-07-16
DE60130231D1 (de) 2007-10-11
CN1757374A (zh) 2006-04-12
BR0114406B1 (pt) 2012-02-07
CA2681960C (en) 2011-04-19
CA2424169A1 (en) 2002-04-11
BRPI0114406B8 (pt) 2021-06-22
EP1326525B1 (en) 2007-08-29
US6616279B1 (en) 2003-09-09
EP1745738A2 (en) 2007-01-24
AU2001294623B2 (en) 2005-06-09
JP2004516457A (ja) 2004-06-03
EP1745738A3 (en) 2007-08-29
CA2424169C (en) 2010-08-17

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