Claims (24)
1. Офтальмологический датчик волнового фронта, содержащий:1. Ophthalmic wavefront sensor containing:
источник света, выполненный с возможностью приема опорного сигнала, осциллирующего/пульсирующего на опорной частоте, и генерации пучка света, образованного импульсами света на опорной частоте;a light source configured to receive a reference signal oscillating / pulsating at a reference frequency, and generating a beam of light formed by pulses of light at a reference frequency;
первый светонаправляющий элемент, выполненный с возможностью запуска пучка света от источника света в глаз пациента, и где часть пучка света, возвращающаяся из глаза пациента, образует объектный волновой фронт в форме импульсов света на опорной частоте;a first light guide member configured to start the light beam from the light source into the patient’s eye, and where the part of the light beam returning from the patient’s eye forms an object wavefront in the form of light pulses at a reference frequency;
первую оптическую систему ретрансляции волнового фронта, выполненную с возможностью ретрансляции объектного волнового фронта из первой объектной плоскости, находящейся на передней части глаза пациента, в первую плоскость изображения волнового фронта вдоль первого пути пучка, которая может направлять пучок ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, к первой плоскости изображения волнового фронта;a first wavefront relay optical system capable of relaying an object wavefront from a first object plane located on the front of the patient’s eye to a first wavefront image plane along a first beam path that can direct an incident wavefront relay beam having a large optical range forces on the first object plane, to the first plane of the wavefront image;
матрицу устройств регистрации положения с высокочастотной характеристикой, причем каждое устройство регистрации положения выполнено с возможностью детектирования величины отклонения центроида пятна изображения от опорного положения и вывода сигнала измерения, указывающего величину отклонения; иa matrix of position recording devices with a high-frequency characteristic, wherein each position recording device is capable of detecting a deviation of the image spot centroid from the reference position and outputting a measurement signal indicating the deviation value; and
матрицу элементов отбора частичного волнового фронта, расположенную до матрицы устройств регистрации положения с высокочастотной характеристикой, причем каждый элемент отбора в матрице элементов отбора частичного волнового фронта выполнен с возможностью отбора частичного волнового фронта ретранслированного волнового фронта и фокусировки отобранного частичного волнового фронта на соответствующее устройство регистрации положения с высокочастотной характеристикой в матрице устройств регистрации положения с высокочастотной характеристикой, причем элементы отбора частичного волнового фронта физически разнесены друг от друга таким образом, что каждый отобранный частичный волновой фронт объектного волнового фронта с высоким диапазоном оптической силы фокусируется только на соответствующее устройство регистрации положения с высокочастотной характеристикой, соответствующее элементу отбора частичного волнового фронта.a matrix of partial wavefront selection elements located up to a matrix of position recording devices with a high-frequency characteristic, each selection element in the matrix of partial wavefront selection elements is configured to select a partial wavefront of the relayed wavefront and focus the selected partial wavefront on the corresponding position registration device with high-frequency characteristic in a matrix of position recording devices with high-frequency character teristics wherein partial wavefront selection elements are physically spaced from each other so that each selected partial wavefront object wavefront with high optical power range is focused only on the corresponding position registration device with high frequency characteristic corresponding to the element selection partial wavefront.
2. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, в котором первая оптическая система ретрансляции волнового фронта включает в себя первую и вторую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, где фокусные расстояния и диаметры первой и второй линз выбираются для направления пучка ретрансляции волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, к первой плоскости изображения волнового фронта.2. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, wherein the first optical wavefront relay system includes first and second lenses, each lens having a diameter, a focal length and an optical axis, where the focal lengths and diameters of the first and second lenses are selected for the direction of the wavefront relay beam having a large range of optical power on the first object plane to the first image plane of the wavefront.
3. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 2, в котором первая оптическая система ретрансляции волнового фронта выполнена с возможностью ретрансляции объектного волнового фронта из первой объектной плоскости, находящейся на передней части глаза пациента, в первую плоскость преобразования Фурье, находящуюся между первой и второй линзами, и в первую плоскость изображения волнового фронта вдоль первого пути пучка.3. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 2, wherein the first optical wavefront relay system is configured to relay the object wavefront from the first object plane located on the front of the patient’s eye to the first Fourier transform plane located between the first and second lenses , and in the first plane of the wavefront image along the first path of the beam.
4. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 3, дополнительно содержащий первый сканер пучка, расположенный в первой плоскости преобразования Фурье, находящейся между первой и второй линзами, и выполненный с возможностью сдвига ретранслированного волнового фронта относительно матрицы элементов отбора частичного волнового фронта, и причем матрица элементов отбора частичного волнового фронта находится, по существу, в первой плоскости изображения волнового фронта.4. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 3, further comprising a first beam scanner located in the first Fourier transform plane located between the first and second lenses and configured to shift the relayed wavefront relative to the matrix of partial wavefront selection elements, and wherein the matrix the partial wavefront selection elements are located essentially in the first plane of the wavefront image.
5. Офтальмологический датчик волнового фронта по любому из п.п. 1-4, причем опорная частота источника света выше диапазона частот 1/f шума. 5. Ophthalmic wavefront sensor according to any one of paragraphs. 1-4, and the reference frequency of the light source above the frequency range 1 / f noise.
6. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, дополнительно содержащий:6. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, further comprising:
вторую оптическую систему ретрансляции волнового фронта, имеющую вторую объектную плоскость, находящуюся, по существу, на первой плоскости изображения волнового фронта, выполненную с возможностью дальнейшей ретрансляции объектного волнового фронта из второй объектной плоскости во вторую плоскость изображения волнового фронта вдоль второго пути пучка, которая может направлять пучок ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, ко второй плоскости изображения волнового фронта; и причем матрица элементов отбора частичного волнового фронта расположена, по существу, на второй плоскости изображения волнового фронта.a second wavefront optical relay system having a second object plane located essentially on the first wavefront image plane, configured to further relay the wavefront object from the second object plane to the second wavefront image plane along the second beam path, which can direct relay beam of an incident wave front having a large range of optical power on the first object plane to the second image plane of the wave the front; and moreover, the matrix of the partial wavefront selection elements is located essentially on the second image plane of the wavefront.
7. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 6 в котором первая оптическая система ретрансляции волнового фронта включает в себя первую и вторую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, где фокусные расстояния и диаметры первой и второй линз выбираются для направления пучка ретрансляции волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы, на первой объектной плоскости к первой плоскости изображения первого волнового фронта; и7. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 6, wherein the first optical wavefront relay system includes a first and a second lens, each lens having a diameter, a focal length and an optical axis, where the focal lengths and diameters of the first and second lenses are selected for direction a wavefront relay beam having a large range of optical power on the first object plane to the first image plane of the first wavefront; and
вторую оптическую систему ретрансляции волнового фронта, включающую в себя третью и четвертую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, где фокусные расстояния и диаметры третьей и четвертой линз выбираются для дальнейшего направления пучка ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, ко второй плоскости изображения волнового фронта.a second optical wavefront relay system including a third and fourth lens, each lens having a diameter, focal length and optical axis, where the focal lengths and diameters of the third and fourth lenses are selected for further direction of the incident wavefront relay beam having a large optical range forces on the first object plane, to the second plane of the wavefront image.
8. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 7, в котором третья линза выполнена с возможностью направления объектного волнового фронта ко второй плоскости преобразования Фурье, находящейся между третьей и четвертой линзами.8. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 7, wherein the third lens is configured to direct the object wavefront to the second Fourier transform plane located between the third and fourth lenses.
9. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 8, дополнительно содержащий первый сканер пучка, расположенный во второй плоскости преобразования Фурье между третьей и четвертой линзами, выполненный с возможностью сдвига ретранслированного волнового фронта относительно матрицы элементов отбора частичного волнового фронта.9. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 8, further comprising a first beam scanner located in the second Fourier transform plane between the third and fourth lenses, configured to shift the relayed wavefront relative to the matrix of partial wavefront selection elements.
10. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 4 или 9, причем первый сканер пучка выполнен с возможностью отслеживания глаза таким образом, чтобы отбор из глаза всегда осуществлялся только в желаемой части(ях) волнового фронта, даже когда глаз движется.10. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 4 or 9, wherein the first beam scanner is configured to track the eye so that the eye is always selected only in the desired part (s) of the wavefront, even when the eye moves.
11. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 4 или 9, дополнительно содержащий второй сканер пучка, выполненный с возможностью отслеживания глаза путем направления светового пучка для генерации объектного волнового фронта для сопровождения глаза.11. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 4 or 9, further comprising a second beam scanner configured to track the eye by directing the light beam to generate an object wavefront to accompany the eye.
12. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 11, в котором второй сканер пучка расположен на задней фокальной плоскости первой линзы первой оптической системы ретрансляции волнового фронта.12. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 11, wherein the second beam scanner is located on the rear focal plane of the first lens of the first optical wavefront relay system.
13. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, дополнительно содержащий компенсатор волнового фронта, расположенный на первой плоскости изображения волнового фронта, выполненный с возможностью частичной или полной компенсации одной или более составляющих аберрации волнового фронта, что позволяет более точно измерять оставшуюся составляющую(ие) аберрации волнового фронта.13. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, further comprising a wavefront compensator located on the first plane of the wavefront image, configured to partially or fully compensate for one or more components of the wavefront aberration, which allows more accurate measurement of the remaining component (s) wavefront aberrations.
14. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, причем офтальмологический датчик волнового фронта выполнен с возможностью присоединения к офтальмологическому микроскопу.14. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, wherein the ophthalmic wavefront sensor is configured to be connected to an ophthalmic microscope.
15. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, дополнительно содержащий датчик изображения глаза, выполненный с возможностью обеспечения оперативного изображения передней части глаза, и второй светонаправляющий элемент, выполненный с возможностью обеспечения оптического пути для формирования изображения глаза.15. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, further comprising an eye image sensor configured to provide a live image of the front of the eye, and a second light guide element configured to provide an optical path for forming an image of the eye.
16. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 15, дополнительно содержащий дисплей, выполненный с возможностью отображения оперативного изображения передней части глаза с наложением качественного и/или количественного результата измерения волнового фронта.16. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 15, further comprising a display configured to display a live image of the front of the eye with the imposition of a qualitative and / or quantitative wavefront measurement result.
17. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 15, причем датчик изображения дополнительно выполнен с возможностью обеспечения информации о местоположении зрачка глаза.17. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 15, wherein the image sensor is further configured to provide information about the location of the eye pupil.
18. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, дополнительно содержащий линзу, расположенную между матрицей элементов отбора частичного волнового фронта и матрицей устройств регистрации положения с высокочастотной характеристикой, выполненную с возможностью ретрансляции и оптического увеличения разнесения между пятнами изображения, образованными матрицей элементов отбора частичного волнового фронта на плоскости пятна изображения, в плоскость, где располагается матрица устройств регистрации положения.18. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, further comprising a lens located between the matrix of partial wavefront selection elements and the matrix of position recording devices with a high-frequency characteristic, configured to relay and optically increase the separation between image spots formed by the matrix of partial wavelength selection elements front on the plane of the image spot, in the plane where the matrix of position recording devices is located.
19. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 1, дополнительно содержащий электронную систему частотно-чувствительного детектирования, присоединенную для приема опорного сигнала и сигнала измерения, причем электронная система частотно-чувствительного детектирования выполнена с возможностью указания только величины частотной составляющей сигнала измерения, близкой к опорной частоте, что позволяет, по существу, подавлять все шумовые сигналы, например, 1/f шум, причем f представляет постоянный сигнал и частоты ниже, чем опорная частота. 19. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 1, further comprising an electronic frequency-sensitive detection system coupled to receive a reference signal and a measurement signal, wherein the electronic frequency-sensitive detection system is configured to indicate only a magnitude of the frequency component of the measurement signal close to the reference frequency, which allows you to essentially suppress all noise signals, for example, 1 / f noise, with f representing a constant signal and frequencies lower than the reference frequency ota.
20. Офтальмологический датчик волнового фронта, содержащий:20. An ophthalmic wavefront sensor, comprising:
первую оптическую систему ретрансляции волнового фронта, выполненную с возможностью ретрансляции объектного волнового фронта из первой объектной плоскости, находящейся на передней части глаза пациента, в первую плоскость изображения волнового фронта вдоль первого пути пучка, которая может направлять пучок ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, к первой плоскости изображения волнового фронта;a first wavefront relay optical system capable of relaying an object wavefront from a first object plane located on the front of the patient’s eye to a first wavefront image plane along a first beam path that can direct an incident wavefront relay beam having a large optical range forces on the first object plane, to the first plane of the wavefront image;
сканер/дефлектор пучка, расположенный вдоль пути пучка, выполненный с возможностью полного перехвата и сканирования пучка ретрансляции волнового фронта;a beam scanner / deflector located along the beam path, configured to completely intercept and scan the wavefront relay beam;
матрицу устройств регистрации положения, причем каждое устройство регистрации положения, выполнено с возможностью детектирования величины отклонения центроида пятна изображения от опорного положения и вывода сигнала измерения, указывающего величину отклонения; иan array of position recording devices, each position recording device being capable of detecting a deviation of the image spot centroid from the reference position and outputting a measurement signal indicating the deviation value; and
матрицу элементов отбора частичного волнового фронта, расположенную до матрицы устройств регистрации положения, причем каждый элемент отбора в матрице элементов отбора частичного волнового фронта выполнен с возможностью отбора частичного волнового фронта ретранслированного волнового фронта и фокусировки отобранного частичного волнового фронта на соответствующее устройство регистрации положения в матрице устройств регистрации положения, где элементы отбора частичного волнового фронта физически разнесены друг от друга таким образом, что каждый отобранный частичный волновой фронт объектного волнового фронта с высоким диапазоном оптической силы фокусируется только на соответствующее устройство регистрации положения, соответствующее элементу отбора частичного волнового фронта.a matrix of partial wavefront selection elements located up to the matrix of position recording devices, wherein each selection element in the matrix of partial wavefront selection elements is configured to select a partial wavefront of the relayed wavefront and focus the selected partial wavefront on a corresponding position registration device in the matrix of registration devices positions where the partial wavefront selection elements are physically spaced from each other in this way Moreover, each selected partial wave front of the object wave front with a high optical power range focuses only on the corresponding position recording device corresponding to the partial wave front selection element.
21. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 20, дополнительно содержащий: 21. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 20, further comprising:
вторую оптическую систему ретрансляции волнового фронта, имеющую вторую объектную плоскость, находящуюся, по существу, на первой плоскости изображения волнового фронта, выполненную с возможностью дальнейшей ретрансляции объектного волнового фронта из второй объектной плоскости во вторую плоскость изображения волнового фронта вдоль второго пути пучка, которая может направлять пучок ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, ко второй плоскости изображения волнового фронта; причем матрица элементов отбора частичного волнового фронта расположена, по существу, на второй плоскости изображения волнового фронта;a second wavefront optical relay system having a second object plane located essentially on the first wavefront image plane, configured to further relay the wavefront object from the second object plane to the second wavefront image plane along the second beam path, which can direct relay beam of an incident wave front having a large range of optical power on the first object plane to the second image plane of the wave the front; moreover, the matrix of elements for the selection of the partial wave front is located essentially on the second plane of the image of the wave front;
причем сканер/дефлектор пучка расположен, по существу, во второй плоскости преобразования Фурье и выполнен с возможностью полного перехвата и сканирования пучка ретрансляции волнового фронта в двух измерениях;moreover, the scanner / beam deflector is located essentially in the second Fourier transform plane and is configured to completely intercept and scan the wavefront relay beam in two dimensions;
причем каждое устройство регистрации положения выполнено с возможностью детектирования величины двумерного отклонения центроида пятна изображения от опорного положения и вывода сигнала измерения, указывающего величину двумерного отклонения; иwherein each position recording device is configured to detect a two-dimensional deviation of the centroid of the image spot from the reference position and output a measurement signal indicating a two-dimensional deviation; and
причем матрица элементов отбора частичного волнового фронта расположена, по существу, во второй плоскости изображения волнового фронта.moreover, the matrix of elements of the selection of the partial wave front is located essentially in the second plane of the image of the wave front.
22. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 20, в котором первая оптическая система ретрансляции волнового фронта включает в себя первую и вторую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, причем первая оптическая система ретрансляции волнового фронта выполнена с возможностью ретрансляции объектного волнового фронта из первой объектной плоскости, находящейся на передней части глаза пациента, в первую плоскость преобразования Фурье, находящуюся между первой и второй линзами, и в первую плоскость изображения волнового фронта вдоль первого пути пучка, где фокусные расстояния и диаметры первой и второй линз выбираются для направления пучка ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, к первой плоскости изображения волнового фронта; и22. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 20, wherein the first optical wavefront relay system includes a first and second lens, each lens having a diameter, a focal length and an optical axis, wherein the first optical wavefront relay system is capable of relaying an object wave front from the first object plane located on the front of the patient’s eye to the first Fourier transform plane located between the first and second lenses and to the first plane It is the image of the wavefront along a first beam path, wherein the focal lengths and diameters of the first and second lenses are selected to relay the beam direction incident wavefront having a large range of optical power in the first object plane to the first image plane wavefront; and
в котором сканер/дефлектор пучка расположен, по существу, в первой плоскости преобразования Фурье, находящейся между первой и второй линзами; и причем матрица элементов отбора частичного волнового фронта расположена, по существу, в первой плоскости изображения волнового фронта.in which the scanner / beam deflector is located essentially in the first Fourier transform plane located between the first and second lenses; and wherein the matrix of partial wavefront selection elements is located essentially in the first image plane of the wavefront.
23. Офтальмологический датчик волнового фронта по п. 21, в котором первая оптическая система ретрансляции волнового фронта включает в себя первую и вторую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, где фокусные расстояния и диаметры первой и второй линз выбираются для направления пучка ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости к первой плоскости изображения волнового фронта; и23. The ophthalmic wavefront sensor according to claim 21, wherein the first optical wavefront relay system includes first and second lenses, each lens having a diameter, a focal length and an optical axis, where focal lengths and diameters of the first and second lenses are selected for the direction of the relay beam of the incident wave front having a large range of optical power on the first object plane to the first image plane of the wave front; and
вторая оптическую систему ретрансляции волнового фронта включает в себя третью и четвертую линзы, причем каждая линза имеет диаметр, фокусное расстояние и оптическую ось, гдеthe second optical wavefront relay system includes a third and fourth lens, each lens having a diameter, a focal length, and an optical axis, where
фокусные расстояния и диаметры третьей и четвертой линз выбираются для дальнейшего направления пучка ретрансляции падающего волнового фронта, имеющего большой диапазон оптической силы на первой объектной плоскости, ко второй плоскости изображения волнового фронта.the focal lengths and diameters of the third and fourth lenses are selected for the further direction of the relay beam of the incident wave front, having a large range of optical power on the first object plane, to the second image plane of the wave front.
24 Офтальмологический датчик волнового фронта по любому из п.п. 20-23, дополнительно содержащий:24 Ophthalmic wavefront sensor according to any one of paragraphs. 20-23, further comprising:
линзу, расположенную между матрицей элементов отбора частичного волнового фронта и матрицей устройств регистрации положения, выполненную с возможностью ретрансляции и оптического увеличения разнесения между пятнами изображения, образованными матрицей элементов отбора частичного волнового фронта на плоскости пятна изображения, в плоскость, где располагается матрица устройств регистрации положения.
a lens located between the matrix of partial wavefront selection elements and the matrix of position recording devices configured to relay and optically increase the spacing between the image spots formed by the matrix of partial wavefront selection elements on the plane of the image spot to the plane where the matrix of position recording devices is located.