201029623 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】
本發明係關於視力矯正的領拭.L 嘀域，比較特別地，本發明係 關於一種使用一電-主動式光综 、疋綜合屈光檢查儀矯正視力 儀器與方法。 【先前技術】 決定視力診斷的傳統裝置通常句 巴括一種機械式光綜合屈 光檢查儀，其中使用具有不同玻 坺形或圓柱形聚光能力的透 鏡’由驗光師或其他視力保健師以機械式或電_機械式移 動至病患的眼睛前面。當病患從這些透鏡去看視力檢查圖 時’該光綜合屈光檢查儀的各式透鏡可以在病患的眼睛前 翻面或轉動。然後就可以根據該透鏡的聚光能力為病患決 定-視力診斷，其透鏡提供病患每―隻眼睛滿意且適當的 視力續正。 【發明内容】 本文揭示-種使用U動式光綜合屈光檢查儀決定 視力診斷的系統與方法。用於決定視力診斷的本發明之 電·主動式光綜合屈光檢查儀包括一系列可個別調整的電_ 主動式透鏡，以及連接至每一個該電_主動式透鏡的一電 源，以便施加一電位跨越每一個該電_主動式透鏡，而使 其每一個電-主動式透鏡產生一正值、負值、或中性的聚 光能力。 本文也揭不一種使用一電_主動式光综合屈光檢查儀決 定視力診斷的方法。該方法使用的一電_主動式光綜合屈 光檢查儀包括一系列可個別調整的電-主動式透鏡，以及 146646.doc 201029623 連接至每個該電-主動式透鏡的一電源，其能夠個別地 產生正值、負值、或中性的聚光能力於每一個電-主動式 透鏡。本方法也包括將一電力提供給至少一電-主動式透 鏡，而產生〇度以外的此系統電_主動式透鏡之一聚光能力 淨值，並且能夠個別地改變每一電·主動式透鏡的電力， 於病患的眼睛產生-逐步變化的聚光能力淨值，直到達成 一理想的視力矯正；同時記錄該理想的視力矯正程度所對 應的該系統透鏡聚光能力淨值之視力診斷。要注意到在某 ❶ 些情況下，適當的聚光能力可能是〇度。 【實施方式】 本發明之示範性具體實施例呈現一電-主動式光綜合屈 光檢查儀，及其決定一病患的視力診斷之用途。而"電-主 動式光綜合屈光檢查儀"是指任何視力檢查的儀器用於測 量並矯正個人的視力’包括所熟知的裝置，例如：折射透 鏡°該電-主動式光综合屈光檢查儀包括系列的電-主動式 透鏡。每一個電-主動式透鏡是可以個別調整，使得每一 個電-主動式透鏡的聚光能力是獨立於系列中其他的透 鏡。每一個透鏡的聚光能力可以是一正值、負值、或沒有 (中性）聚光能力。每一個電-主動式透鏡的聚光能力，是可 以藉由橫跨於特定電-主動式透鏡所產生的一電位而個別 地改變。該電-主動式光綜合屈光檢查儀也包括一電源， 其連接至電-主動式透鏡以產生橫跨於各個電-主動式透鏡 的電位》 該電-主動式透鏡包含一種電-主動式材料，可以用來改 146646.doc 201029623 變透鏡的聚光能力°電·主動式材料包括具有-可調整的 折射率之材料，例如：向列的液晶，於—電位施加其上時 會轉向排列為—特定的方式。當施加一電位橫跨於含有該 電-主動式材料的-透鏡區域時，其方位排列的變化即形 成該材料折射率的改變，對應地該透鏡的聚光能力也產^ 變化。 每一個電-主動式透鏡是可以個別調整，使得單一電位 能夠施加橫跨於一電-主動式透鏡，在此同時，有一不同 的或沒有電壓施加於橫跨該系列中—個或—個以上的其他 電-主動式透鏡。每一個透鏡的聚光能力是可加乘的，並 且在具有不同聚光能力的每一個透鏡之一系列透鏡產生一 聚光能力的淨值，其為每-個別透鏡的聚光能力之總和。 本發明之—些具體實施例中，該電-主動式透鏡可以是 精細像素化的。這些具體實施例中，該電_主動式材料是 分開在一間格内以I生複數個精細的像f。該精細像素的 間格可以覆蓋該透鏡的任何區域，使得該透鏡為全部、大 部分、或是部分地像素化。 每一個精細的像素是連接到一個分開的電極，並且是可 以個別調整，如此不但能夠施加一不同的電位於該系列中 不一樣的透鏡，而且能夠施加一不同的電位至同一透鏡中 不同的部分，經由啟動某些精細像素，但其他像素沒有。 這對於測量並矯正非傳統的折射視差，或高階的像差特別 有效，例如：彗形、球面像差、或其他類似。 應該理解到一較佳具體實施例中’ 一精細像素化的電-146646.doc -6 - 201029623 • 主動式透鏡，是使用於可個別調整的固定圖樣像素化電_ • 主動式透鏡之組合。此實例中，該個別調整的固定圖樣像 素化之電-主動式透鏡，能夠測量並矯正絕大部分所需要 的聚光能力，同時該精細的像素化電_主動式透鏡測量並 矯正較高階的像差。其他具體實施例中，該精細的像素化 電-主動式透鏡使用於複數個傳統透鏡的組合。這些具體 實施例中，該傳統透鏡測量並矯正傳統的折射視差，同時 鲁 該精細的像素化透鏡測量並矯正較高階的像差。如此方式 也可用於微調傳統透鏡所矯正的眼睛之球面或散光視差。 系列中透鏡之間的距離通常是儘量小，最好是將系統中 的透鏡堆疊起來彼此連接。減少該透鏡之間的距離，可以 降低病患從此系列透鏡看去時產生的失真現象。還有，將 透鏡彼此連接地堆疊可以容許較薄結構的電-主動式光綜 合屈光檢查儀，其只需要該透鏡本身寬度的厚度。然而， 堆疊透鏡時必須小心才能提供透鏡之間充足的電絕緣，而 Φ 避免一個電-主動式透鏡的電場實質地影響到相鄰之電-主 動式透鏡的電場。為減緩如此的效應，該透鏡可以一接地 平面層分隔開來。 該電-主動式光綜合屈光檢查儀可包括一單一系列的透 鏡，病患可以眼睛從其中看去，通常是一次用一隻眼睛 看，因此總是決定該病患的單眼視力需要。然而在較佳具 體實施例中，該電-主動式光綜合屈光檢查儀安排的方 式’藉由測量與矯正病患一個或兩個單眼及雙眼的折射視 差’即此決定該病患一個或兩個單眼與雙眼的視力需要。 146646.doc 201029623 理想地，該電-主動式光综合屈光檢查儀包括兩個分開 的系列透鏡，其中一個系列是對一隻眼睛，就是安排為彼 此並列使得兩隻眼晴能夠個別地或同時檢查，而不需要移 動病患或是該電-主動式光综合屈光檢查儀。另外也可以 把不接受檢查的眼睛之透鏡系列遮蓋起來，而檢查—隻個 別的眼睛，例如：可以一不透明物體，如一眼罩或遮板將 該透鏡系列的一端遮住。包括兩個系列透鏡的電主動式 光综合屈光檢查儀，於同時測量與矯正病患兩眼的視力矯 正，就是雙眼視力，也有助益。這樣當病患以兩眼看去 時，也可以確定對每一隻眼睛所測量的視力矯正，仍是一 正確的測量結果，如此才是正常使用視力的情況。這也容 許該病患確知新的視力診斷是如何呈現。 β亥電-主動式光综合屈光檢查儀的電_主動式透鏡可以連 接至或包含在一框架或其他型式的支撐物内，而形成一單 一的單兀，能夠容易地移入或離開病患的的視線範圍。本 發明之某些具體實施例中，因為降低或消除將透鏡以機械 式轉進或轉出透鏡系列的需要，該系列的透鏡可以放置在 一框架内，例如：一眼鏡框，使得病患在圖丨顯示的該折 射步驟中能夠佩戴。一電-主動式光綜合屈光檢查儀1〇〇包 括兩個系列的透鏡120’ 130,其中產生的每一個系列都適 合放進该電-主動式光綜合屈光檢查儀的框架11〇内。該電_ 主動式光綜合屈光檢查儀框架11〇能夠讓一病患1〇1容易地 戴上，同時其中每一個系列的透鏡都經由一束導線14〇連 接至一控制單元150，該導線為一電源的功能並提供電位 146646.doc 201029623 至透鏡系列120，130中每一個電-主動式透鏡，於每一隻 眼睛產生理想的聚光能力。 另一示範性具體實施例中，該支撐物可以撐住該系列的 透鏡’使得病患可以從該電-主動式光綜合屈光檢查儀支 撐物看過去’但不用佩戴，其組合成一個比較傳統的電-主動式光綜合屈光檢查儀結構，如圖2所示。一電-主動式 光综合屈光檢查儀200包括兩個系列的透鏡220，230，其 中每一個都安裝在該電-主動式光綜合屈光檢查儀外箱210 内。該電-主動式光綜合屈光檢查儀外箱210可連接至一樞 紐框架組合215 ’如此容許一視力保健師能夠升高或降低 該電-主動式光综合屈光檢查儀外箱21〇，於一病患在座位 2〇5時將透鏡系列220 ’ 23〇放置於該病患的眼睛前面。一 延伸桿240或其他裝置，可以用來增加或減少該透鏡系列 220，230之間的距離。如此容許該電·主動式光綜合屈光 檢查儀外相210可因為具有不同面部特徵的病患而有所調 φ 整，例如：改變兩曈孔之間的距離。該電-主動式光綜合 屈光檢查儀200也包括一控制單元250，為一電源藉由一束 導線255連接至透鏡系列220, 230,該束導線是通過該樞 紐框架組合215，到達該電-主動式光綜合屈光檢查儀外箱 210内的每一個電_主動式透鏡。 該電-主動式光综合屈光檢查儀外箱21〇也可以包括一個 或一個以上的傳統透鏡260 ’ 262，其為機械式或電_機械 式轉進或離開該系列透鏡220, 230’如此使得只從範例中 端正散光視差’再次確認該診斷在0.125度的準確产之 146646.doc 201029623 内，或者產生較大的折射聚光能力’但由電·主動式透鏡 形成並不實際。 如圖3顯示的本發明之示範性具體實施例中，該電-主動 式光綜合屈光檢查儀包括一系列300的四個透鏡3 10， 320，33 0，340，其中至少有三個是電-主動式。此具體實 施例中，該電-主動式光综合屈光檢查儀能夠以〇·25 D的步 驟產生從-10.0至+10.0度（D)範圍的球面聚光能力之淨值。 此聚光能力的範圍對應到幾乎所有需要視力矯正，並且能 夠以透鏡矯正其視力的病患之範圍。測量值的增加量〇 2 5 D代表測量增加或減少聚光能力中最普通的增加量。 應該理解當討論到_1〇.〇至+10.〇 D的聚光能力時，是可 月t*藉著從該電-主動式光綜合屈光檢查儀中增加或移走透 鏡、或者增加或減少所使用透鏡的聚光能力，而使得該聚 光能力有一較寬或較窄的範圍。如果需要增加額外的透 鏡’可以使用傳統的或電-主動式兩者中之一。 本具體實施例中有一第一電-主動式透鏡31〇，於啟動時 其聚光能力為0.25 D。被啟動的意思是從電源將電力提供 至該電-主動式材料，而形成一電位橫跨於該透鏡致使 該透鏡的電-主動式材料轉向一方位，以改變其折射率。 該啟動的電.主動式透鏡之聚光能力是—正值（收斂）、或一 負（發散）中之-效果，端看施加在橫跨該電主動式透 310的電位分佈而定。 •一正值+0.25 D的聚光能力是由某一電位分佈 橫跨該電-主動式透鏡31〇而產生，那麼_負值的聚光能」 146646.doc 201029623 0.25 D就是當相反的電位分佈施加於橫跨該電主動式透鏡 310所產生。其結果使得折射率的分佈經由透鏡改變，產 生了發散的能力。任一情況下，橫跨該電_主動式透鏡31〇 的電位，導致§亥電-主動式透鏡31〇内的該電_主動式材料轉 向一方位，而從該透鏡看去相較於沒有施加電位時，該透 鏡的聚光能力有一 0.25 D的差別。應該理解到，當該每一 個電-主動式透鏡沒有啟動時，也就是沒有施加電位橫跨 ❹ 於該透鏡，是不具有聚光能力的。 本具體實施例中有一第二電-主動式透鏡32〇，當啟動該 電-主動式透鏡320時’其具有一聚光能力0.75 d，同時還 有一第三電-主動式透鏡330’當啟動電-主動式透鏡330 時’其有一聚光能力為2.25 D。每一個電-主動式透鏡的聚 光能力’不論是一正值或一負值的聚光能力，由施加橫跨 於每一透鏡的電位分佈而定，如前所述其與施加在其他透 鏡的電位分佈無關。第四個透鏡340的聚光能力為6.75 φ D。應該理解到，雖然透鏡310，320，330，340如圖3顯示 安排為一遞增的聚光能力，該透鏡的聚光能力總是可加乘 的’與其次序無關，而且可以任何方式安排。 本發明某些具體實施例中，可能想用一電-主動式透鏡 為該第四透鏡340，當該電·主動式透鏡啟動具有一聚光能 力為6,75 D。在某些情況下，也會想用一傳統透鏡當做該 第四透鏡340。這些具體實施例中，擁有聚光能力6.75的 一正值或負值之傳統透鏡，都能夠轉進或離開該系列的 電-主動式透鏡，而產生理想的聚光能力之淨值。 146646.doc • 11 - 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如表！所示，從-10.0D至逝〇〇的每—個聚光能力都以 0.25 D的增量而可用’同時施加於跨越每一個電主動式透 鏡的電位分佈可以如所需變化’針對—特別的病患達到適 當的視㈣正。雖然幻僅顯示_+1Gg d之間的聚光能 力，仍然可以得到適當的負值聚光能力，只要將表中每一 個聚光能力以決定每—個透鏡電位方向的符號反過來。例 如：假若希望得到一聚光能力+〇 5〇 D的淨值，橫跨於該 0.25 D電-主動式透鏡的電位使其產生一聚光能力-〇25 D，同時橫跨於該〇·75 〇電_主動式透鏡的電位，使其分配 一聚光能力+0.75 D於該電·主動式透鏡。當一病患從該系 列的透鏡看去’該聚光能力的淨值是該系列中所有透鏡的 聚光能力之總和，因此產生需要的+0.50 D。從該系列中 沒有施加電位的透鏡看去’聚光能力就沒有產生變化，而 且也沒有影響到呈現於病患的該聚光能力淨值。如果希望 得到一聚光能力的淨值是-0.50 D，橫跨該0.25 D與0.75 D 透鏡的電位之方向對調，使得每一個聚光透鏡產生的能力 分別是+0.25 D與-0.75 D，得到聚光能力的淨值為_〇.5〇 D。 表1 \\^透鏡 聚光能 以D為單 0.25 D 0.75 D 2.25 D 6.75 D + 0.00 〇 1 0 0 0 + 0.25 + 0 0 0 +0.50 - + 0 0 +0.75 0 + 0 0 + 1.00 + + 0 0 146646.doc •12· 201029623
+ 1.25 - - + 0 + 1.50 0 - + 0 + 1.75 + - + 0 +2.00 - 0 + 0 +2.25 0 0 + 0 +2.50 + 0 + 0 +2.75 - + + 0 +3.00 0 + + 0 +3.25 + + + 0 +3.50 - - + +3.75 0 - + +4.00 + - + +4.25 0 - + +4.50 0 0 - + +4.75 + 0 + + 5.00 - + + + 5.25 0 + - + + 5.50 + + + + 5.75 - - 0 + + 6.00 0 - 0 + + 6.25 + - 0 + + 6.50 - 0 0 + +6.75 0 0 0 + + 7.00 + 0 0 + +7.25 - + 0 + + 7.50 0 + 0 + + 7.75 + + 0 + + 8.00 - - + + + 8.25 0 - + + + 8.50 + + + + 8.75 - 0 + + + 9.00 0 0 + + + 9.25 + 0 + + +9.50 - + + + + 9.75 0 + + + + 10.00 + + + + 為了進一步改善所要決定個人視力診斷的精確度，可以 加入一額外的透鏡，最好是一電-主動式透鏡，聚光能力 為0.125 D。應該理解到，具有一聚光能力為0.1 25 D的一 146646.doc -13- 201029623 透鏡’有時對本技藝中普通的技術人員是可以當做一 012 D透鏡，儘管該聚光能力確實是〇125 D。 增加0· 125 D的透鏡容許視力矯正得以測量，因此可以 決定一視力診斷，其介於_1〇 〇 D與+ 10.0 D之間以0.125 D 為增量。如此給予視力保健師在精細地調整病患的視力端 正時增添了彈性’以便提供病患更加精準的視力診斷。如 果需要的話’額外且較弱聚光能力的透鏡可以增加至該 電-主動式光综合屈光檢查儀的系列透鏡，其中每一個提 供了先鈿所增加透鏡之一半的聚光能力，進一步地減少用 於改變聚光能力的增量，其呈現給病患以決定視力診斷， 例如：加上一 0.0625 D透鏡。 也應該理解到0.125 D透鏡可以是一電-主動式透鏡，其 可包括在該電-主動式光综合屈光檢查儀的系列透鏡内。 或者，如果該〇. 125 D透鏡是一傳統透鏡，可以使用為外 翻透鏡’由視力保健師在視力檢查過程中適當的時刻，自 動地或是手動將其翻面或轉進，放置於包含在該電-主動 式光综合屈光檢查儀的系列透鏡前面。 該電-主動式光綜合屈光檢查儀也包括一個別地電力供 給，連接至每一個電-主動式透鏡，能夠產生其電位橫跨 於該電-主動式透鏡，而得到一正值或負值的聚光能力。 再-人參考圖2，通常該電-主動式透鏡是由耦合至該電-主動 式光綜合屈光檢查儀200的電.主動式透鏡之一單一控制單 兀250所控制，例如：經由一束導線255。該控制單元 所女排的位置，使侍視力保健師能夠容易地調整提供至每 146646.doc 201029623 一個電-主動式透鏡的電力，以便逐步地改變該電-主動式 光綜合屈光檢查儀的聚光能力之淨值。當病患從該電-主 動式光综合屈光檢查儀200的系列透鏡220，230，去看視 力檢查圖時，該病患可以根據使用特定的聚光能力所看到 影像的清晰程度給予口頭的回應。每一系列透鏡2 2 0，2 3 0 的聚光能力淨值可以任何方式改變，例如：撥動轉盤 265，266來增加或減少每一隻眼睛的聚光能力。而每一個 ❹ 電-主動式透鏡的開關可以程式化為該控制單元250，以此 架構該控制單元250為一内部調整施加於橫跨每一個電-主 動式透鏡的電位’如表1所示之一理想的聚光能力為基 礎。如此的方式，該視力保健師不需要記得哪一個電主 動式透鏡是一正值或負值的聚光能力，而只需要撥動轉盤 265 ’ 266來增加或減少對應每一隻眼睛的聚光能力。在具 體實施例中所使用一個或一個以上的傳統透鏡26〇，262， 該視力保健師仍然需要機械式地將傳統透鏡260，262轉進 ❿ 或離開該系列的透鏡220，2.30，以產生理想的聚光能力之 淨值。 應該理解到，相對於傳統折射視差的矯正，例如：球面 視差，病患可給予直接的控制來啟動或不予啟動該電-主 動式光細合屈光檢查儀2〇〇的系列透鏡220，230，以達到 一理想的視力續正。例如：該控制單元25〇傳送電力至每 一個電-主動式透鏡，而產生一電位將施加在該電_主動式 光綜合屈光檢查儀中一特定透鏡，如此容許使用者簡單地 以實例的方式，只需要壓下一按鈕或轉動一旋紐，就可以 146646.doc -15- 201029623 增加或減少對應每一隻眼睛的聚光能力。 本發明之另一示範性具體實施例中’該電-主動式光綜 合屈光檢查儀使用一系列的六個電-主動式透鏡，提供視 力矯正並決定介於-10.0 D至+ 10.0 D之間以0.25 D為調動變 量的一視力診斷。如圖4所示，該電-主動式光综合屈光檢 查儀使用的是一系列400有六個電-主動式透鏡410，420， 43〇 ’ 440 ’ 45〇，46〇。如相關於圖3討論的先前具體實施 例’該電-主動式透鏡中的三個410, 420, 430—樣具有聚 光能力分別為0.25 D ’ 0.75 D，2.25 D。然而如圖4所示， 該6.75 D透鏡被額外的三個電-主動式透鏡44〇，45〇，46〇 取代，其每一個的聚光能力都是2 25 D。由該電-主動式光 綜合屈光檢查儀所產生的聚光能力淨值顯示於表2，根據 每一個透鏡設定是正值、負值、或沒有聚光能力來產生理 想的聚光能力之淨值。 表2 \^鏡 聚光能^\^ (以D為單位 0.25 D 0.75 D 2.25 D 2.25 D 2.25 D 2.25 D + U.00 0 0 0 0 0 〇 + 0.25 + ~ 0 0 0 0 0 ^ (J - + 0 0 0 〇 + U.75 0 + 0 0 0 〇 十 1 ·〇〇 + + 0 0 0 〇 + 1.25 爭 - + 0 0 0 十 1.50 0 + 0 0 〇 + 1.75 + • + 0 0 0 十 2.〇〇 - 0 + 0 0 〇 十 2.25 0 0 + 0 0 〇 + 2.50 + 0 + 0 0 〇 十 2.75 - + + 0 0 〇 + 3.00 0 + + 0 0 〇 十 j .25 + + + 0 0 0 146646.doc •16- 201029623 + 3.50 - + + 0 0 +3.75 0 - + + 0 0 +4.00 + - + + 0 0 +4.25 - 0 + + 0 0 + 4.50 0 0 + + 0 0 +4.75 + 0 + + 0 0 一 + 5.00 - I + + + 0 0 + 5.25 0 + + + 0 0 + 5.50 + + + + 0 0 + 5.75 - • + + + 0 +6.00 0 編 + + + 0 + 6.25 + - + + + 0 + 6.50 0 + + + 0 + 6.75 0 0 + + + 0 + 7.00 + 0 + + + 0 + 7.25 - Ί + + + + 0 + 7.50 0 + + + + 0 + 7.75 + + + + + 0 一 + 8.00 - _ + + + + 8.25 0 - + + + + + 8.50 + - + + + + + 8.75 - 0 + + + + + 9.00 0 0 + + + + 9.25 + 0 + + + + + 9.50 - + + + + + + 9.75 0 + + + + + + 10.00 + + + + + +
如前所示’比0.25 D較弱聚光能力的額外透鏡可以使用 在該系列透鏡内’藉由降低視力矯正的增量而改善視力診 斷的準確度。 相關於先前具體實施例所敘述的電-主動式透鏡，可以 是任何型式的電-主動式透鏡，但通常是固定圖樣的像素 化電-主動式透鏡’如圖5 a和圖5b所示。一固定圖樣的像 素化電-主動式透鏡包括一透鏡基板51〇，其包含一種電主 動式材料520沉積於透明電極530，535之間。該透鏡基板 5 10可以任何固體，且適合製造眼鏡的光學透明材料製 向列的或層列的液晶 成’例如：玻璃或壓克力。電-主動式材料520包括適合用 於電-主動式透鏡4〇〇的液晶，例如： 146646.doc •17- 201029623 材料、膽固醇的液晶、光電聚合物、聚合物液晶、或是任 何光學透明材料對所施加的電壓反應為折射率的變化。該 電極530，535是光學透明’且從例如：氧化錫、氧化銦： 氧化錫銦，或者透明的導電性聚合物等材料製成的導電電 極0 為矯正傳統的折射視差，例如：球面矯正，該電極 530, 535通常是同心的圓環。電極的圓環是從該透鏡5〇〇 的中心向外前進，到達該透鏡包括該電主動式材料的外 部，以產生複數個圓形像素。雖然該透鏡5〇〇包括的電_ 主動式材料520，是可以只覆蓋該透鏡5⑽前後表面5〇5， 5〇6的一部分，該透鏡也可以包含電主動式材料52〇，其 為向外延伸至該透鏡本身的邊緣地。該固U樣的像素 化電·主動式透鏡500,與其在包含電_主動式材料52〇的 整個透鏡區域具有相同的聚光能力，而其聚光能力是一 正值、負值、或中性的聚光能力之一。 電極的每-個同心圓環可以一導線54〇連接從該透』 向外延伸並連接至_電源，例如：可以使用電池以 或插入-標準插座的控制單元。當―電流通過電極53〇 535時’產生—電位橫跨於該透鏡致使該電_主動式材才 轉向的-方位造成折射率的變化，尤其是理想的聚光*丨 力。隨著位於橫跨該透鏡之每—電極上的電位而定，橫爽 該透鏡所蓋生的不同批.玄，a + + U折射率分佈，直接影響所形成之聚夫 能力的符號與大小。 圖iOa和圖顯 ❹
不如何改變橫跨於一固定圖樣的像素化 146646.doc -18· 201029623 電-主動式透鏡之電位分佈，而提供一電_主動式材料具有 正值或負值聚光能力的細節情形，其中該電主動式材料 的有效折射率是隨著電壓增加而變纟。有效折射率是指光 線通過透鏡時感受到的折射率大小。每一情況下，該分佈 對電極的每-圓環產生-重複的分佈，而電壓的均方根值 (rms)是相對於該透鏡中心的徑向距離所描點繪製的。相對 於圖l〇a中發散的電·主動式透鏡圖形，當該電_主動式材料 φ 啟動時產生一負值的聚光能力’將—電壓施加至每一個圓 環以產生一 rms電壓分佈，其所有的一 rms電壓是靠近該透 鏡中心的最低值，並且隨著與該透鏡中心的距離而增加。 類似地，圖10b顯示一收斂的透鏡分佈，其中施加的電位 在與該透鏡中心到最接近的距離是最大值，並且隨著徑向 距離增加而減少◎該rms電壓分佈可以互換，藉著對調施 加在電極中每一個圓環内各點位置的電壓，就可以從一發 散透鏡轉成-收斂透鏡。例如：假若該發散透鏡使用四個 Φ 電壓之於每一個圓環有一增加的電壓為1伏特（V)，2V, VX及4V，要產生相同聚光能力的一收斂透鏡，就以電 壓施加在相同的四個點但將次序反向為4V，3v，2乂和 iv。如此具有一反轉該rms電壓分佈的效果，並改變該電_ 主動式材料的折射率而得到理想的結果。應該了解到圖 l〇a和l〇b是範例，其許多電極可以用於產生一均勻的 電壓分佈，且得到良好的光學效率。 本發明的其他具體實施例，可以有效益地包括其他的像 素化電-主動式透鏡，例如：精細的像素化電_主動式透 146646.doc -19. 201029623 鏡。圖6呈現—示綠具體實施例的-系列電·主動式透鏡 6〇0 ’处其中—單—精細的像素化電·主動式透鏡61G，替換 聚光此力0.25 D和0.75 D的該固定圖樣像素化電_主動式透 鏡。而該精細的像素化電主動式透鏡㈣是可調動的，並 且^夠調整為任何聚光能力，以實例呈現僅介於_i〇 D至 1.^ D之間。如此方式的—電·主動式光綜合屈光檢查儀能 夠提供介於-!〇.〇 0至+1〇 〇 D之間任何屈光度數的增量 之視力橋正。 對精細的像素化電_主動式透鏡而言，該電·主動式透鏡 匕括使用彡明絕緣材料的_格網陣列之電·主動式材 料，以產生個別像素的電-主動式材料。每一個像素是以 5亥絕緣材料與相鄰的像素分開，並個別地連接至-電極。 如此的方式，每一個禮去3叮加 、疋可個別調整，而改變該陣列中 特疋格網區段内号T f 』 P切料的折射率。藉著個別調 正母一精細像素的聚光能力 杳儀也可以μ & 動式先綜合屈光檢 一儀也了㈣於靖正非傳統的折射視差即所知的較高产 像差，例如：僅以實例為挂 白 三瓣形、四瓣形、五瓣不規則散光、球面像差、 /、瓣形，及其類似等等。此 ^其他電·主動式透鏡的各種具體實施例，利; :_092中有較詳細的解釋，其全文以參考方式= 本發明之另-示範性具體實施例，該電4 屈光檢查儀包括四個電-主動式透鏡，其中每 聚光能力是2.50 D。此且體奮絲"士 個的最大 實施例甲，如囷7顯示的細節 146646.doc 201029623 部分’在電-主動式透鏡系列700中每一個電-主動式7 } 〇， 720，730，740都是精細的像素化。本具體實施例中，不 僅每一個電-主動式是可個別調整的，而且該系列7〇〇中每 一個電-主動式透鏡進一步地包括一陣列的精細像素7〇2， 其中每一個精細像素本身是可個別調整的。因此，每一個 像素能夠獨立地提供一正值、負值、或沒有聚光能力。還 有’使用精細的像素化透鏡也容許橫跨於該電-主動式透 ❹ 鏡中每一個像素的電位可以調整，以產生介於該透鏡最大 與最小聚光能力之間的任何聚光能力，不同於該固定圖樣 像素化的電_主動式透鏡，當啟動該固定圖樣的像素化電· 主動式透鏡時，其只有一單一大小的聚光能力。 每一個精細的像素化電-主動式透鏡，能夠產生從_25〇 D至+2.50 D的連續之聚光能力，使得該透鏡系列7〇〇能夠 產生介於-10.0 1>至+1〇 〇 D之間的一聚光能力淨值而且 可以任何想要的步驟增加或減少其聚光能力。視力保健師 ❹ 並不疋同時調整橫跨於多重透鏡的電位而得到理想的聚光 能力，是能夠在一增量的光學步驟，例如：〇 25 D，調整 單透鏡。當一電-主動式透鏡不能提供任何較大的聚 光月b力之大小時，該電_主動式透鏡就停留在其最大的聚 光能力值，同時啟動系列中的另一個電-主動式透鏡，來 增加該聚光能力淨值的大小，直到病患能夠清楚地看到視 力檢查圖，並決定其視力診斷。 例如.再次參看圖7，當需要正值視力續正的一病患， 從具有複數個精細的像素化電主動式透鏡之—電_主動式 146646.doc -21- 201029623 光综合屈光檢查儀看去時，一第一透鏡710可以+0·25 E)増 加步驟啟動，直到該透鏡達到+2.50 D的最大聚光能力。 如果該病患仍然沒有得到清晰的視力狀況，該視力保健師 則將該第一透鏡710保持在+2.50 D，並啟動系列700中下 一個電-主動式透鏡720，以產生該病患能夠看清楚的一聚 光能力之淨值。該視力保健師可以視情況需要啟動系列 700中第三與第四個電-主動式透鏡730，740，以產生適當 的聚光能力。 雙焦的視力診斷與其他的多重焦距透鏡可以一類似的方 式得到’其利用本發明之各式的具體實施例，只需改變該 病患與視力檢查圖’或者另外用來決定視力清晰度物體之 間的距離。提供該病患視力矯正於不同焦點的聚光能力可 以測量到’並為病患得到一完整的視力診斷，其用於產生 多重焦距的眼鏡、隱形眼鏡、和接眼透鏡，為聚光能力的 適當組合。 除了先前所述使用該系列的電-主動式透鏡、測量傳統 的折射視差之外’該電-主動式光綜合屈光檢查儀的示範 性具體實施例’也可以用於測量並矯正散光像差^這些具 體實施例中，該電-主動式光综合屈光檢查儀包括至少一 個具有圓柱形聚光能力的透鏡，用於矯正散光視差。該透 鏡可以是一傳統透鏡’能夠轉進或離開該電-主動式光综 合屈光檢查儀的透鏡系列以矯正球面像差，接著將該透鏡 轉進其眼睛前面以調整圓柱體轴。或者，該透鏡可以是一 電-主動式透鏡，例如：一固定圖樣的像素化電-主動式透 146646.doc -22- 201029623 鏡，或一精細的像素化電-主動式透鏡，是設計並啟動以 ‘測量與矯正散光。 本發明之示範性具體實施例，是包括一電-主動式透鏡 以橋正散光視差’也可以使用一固定圖樣的像素化電主 動式透鏡’如圖8顯示的電-主動式透鏡8〇〇。該電·主動式 透鏡800包括橢圓形對稱的電極81〇，由視力保健師使用， 啟動時能夠產生增加的聚光能力之一橢圓形區域，來決定 _ 圓柱形橋正。沒有電位施加橫跨於透鏡8〇〇時，即沒有聚 光能力’而且不是測量散光視差時，該透鏡也不需要從該 透鏡系列中移走。於啟動該固定圖樣的像素化電-主動式 透鏡800 ’並用於矯正與測量散光視差，該透鏡8〇〇在眼睛 如面時仍然需要轉動。此轉動的結果在於調整該橢圓形的 抽向矯正方位’以決定適當的圓柱形矯正。該透鏡8〇〇的 轉動可以傳統的機械或電-機械方式完成。 相反地’使用一精細的像素化電-主動式透鏡來測量傳 ❿ 統的散光視差，就不需要轉動透鏡了。取代的是能夠在轴 向轉動擴圓形或圓環形的聚光能力，藉由啟動或消除該精 細像素化的電-主動式透鏡中適當的像素，以產生一糖圓 形或圓環形的聚光能力。如此可以達到與實際轉動其他透 鏡而有的相同功能。圖9a和圖9b顯示的一電-主動式透鏡 900’包括一透鏡基板部分910。該電-主動式透鏡大部分 是像素化的’具有一精細的像素化區域920，並從中心向 外延伸，覆蓋該透鏡的面積超過50%。 如圖9a所示’該電-主動式透鏡900的某些像素可以先啟 146646.doc •23· 201029623 動而產生一橢圓形圖樣91〇，其具有一垂直主軸來提供摘 圓形或圓環形的聚光能力。取代了以機械或電-機械式轉 動該電-主動式透鏡900來調整該橢圓形的轴向矯正方位， 該橢圓形圖樣的轉動是藉以啟動對應至一第二橢圓形圖樣 920之一不同組別的像素，如圖9b所示，其中該橢圓形的 主軸是傾斜了幾度。該橢圓形圖樣可繼續以啟動或消除像 素的方式轉動’直到決定該病患散光的聚光能力之視差與 主轴。 以此類似的方式’將傳統稜鏡（分光）透鏡包括在該電-主 動式光綜合屈光檢查儀内，用於測量稜鏡分光視差，也能 夠完成稜鏡分光的折射。或者，使用具有一稜鏡分光的電 極圖樣之一固定圖樣像素化電-主動式透鏡。固定圖樣的 像素化透鏡可能會要求如前述相關於散光矯正的機械轉 動，類似於散光矯正，可以使用一精細的像素化電-主動 式透鏡。其中能夠藉著啟動或消除像素相關於該電-主動 式透鏡的任何方位上產生該稜鏡分光圖樣。以精細的像素 化透鏡所產生的各種稜鏡分光圖樣，可以各種角度呈現於 病患’提供視力橋正並決定一適當的分光能力與棱鏡方 位。 決定一病患的視力診斷也可包括測量較高階的像差，例 如：使用一波前分析儀與該電·主動式光綜合屈光檢查儀 的具體實施例組合。波前分析儀的任何技術也可以使用。 一波前分析儀是產生一病患眼睛的波形折射像差圖。一些 情況中，一個人會在眼睛的一區域内有一像差，其結果使 146646.doc -24- 201029623 «眼睛的部分相較眼睛的其他部分有不 同的視力矯正需 要以實例&方式為只冑彗形像差。$決定整個眼睛的完 整視力e乡斷，包括測量並續正病患眼睛較高階的像差，其 視力可續正到比2〇/2〇更好，像是例如·· 2〇/15或2〇/1〇，甚 至接近20/8之視力矯正的理論值。 旦為病患的眼睛使用波前分析儀，可以調整該電-主 動式光综合屈光檢查儀中電_主動式透鏡系列的個別像 ❿ 素眼睛的特定區域從該像素看去以矯正該病患的視力診 斷=該病患能夠在絕大部分同時的情況下，從該電-主動 式光综合屈光檢查儀去看視力檢查圖，以便協助、測量、 並確認是否由波前分析儀決定的視力診斷部分提供了理想 的強化視力診斷，以及確認為病患決定的整體視力診斷矯 正了傳統與非傳統的折射視差兩者。而，，大部分同時的方 式"是指當波前分析儀提供數據與測量結果至電_主動式光 综合屈光檢查儀的同時，該電_主動式光綜合屈光檢查儀 ❹ 正在調整該電-主動式透鏡，而容許病患幾乎是即時看到 該波前分析儀所建議的矯正效果。如此檢查容許病患的客 觀檢查與利用病患基於清晰度所輸入的主觀檢查之中任一 或是兩者並存。 一旦決定了最後的視力診斷，就可以記錄使其填寫病患 診斷。該診斷可以視覺顯示在一螢幕上，或連接至控制單 元，由視力保健師手寫記錄》本發明之其他示範性具體實 施例中，診斷結果可以電子方式記錄，例如：將其儲存至 一記憶儲存裝置，比方一碟片。該視力診斷也可以電子傳 146646.doc •25· 201029623 送’例如：以電子郵件從該視力保健師傳送至病患和/或 至透鏡製造的眼鏡商或實驗室。或者，與其他記錄方式組 «起來’該電·主動式光綜合屈光檢查儀可藉由產生—列 印輸出該視力診斷來記錄結果，例如：由該視力保健師簽 名的正本，且為病患可以拿給眼鏡商填寫。 如果該視力診斷是儲存至碟片或其他記憶儲存裝置，而 且病患想有電-主動式眼鏡、接眼透鏡、或隱形眼鏡，其 儲存的視力診斷可以用於直接程式化該病患的新診斷。某
些情況下’例如：使用一副電_主動式眼鏡，如圖】顯示該 視力診斷就可以直接記錄至一記憶裝置，一電腦晶片，於 該電-主動式眼鏡的框架和/或透鏡部分。然後該框架和/或 透鏡部分可以連接至一攜帶式電源供給，例如：電池，之 後與控制單元切斷。那麼該病患即能夠戴著由—新的診斷 結果已經程式化為—副新的電·主動式眼鏡離開。類似 地，該病患之後回診，其電-主動4眼鏡能夠再次連接至
該控制單元，以決定並直接記錄最新的診斷結果至眼鏡。 因此，病患可以有一電_主動式的眼睛檢查，也能夠立刻 在檢一 成之後，將其檢查保留至由一適當的診斷程式化 之電-主動式眼鏡。 本發明並不受限於此處敘述的特定具體實施例之範圍 内。其實除了此處已敘述的之外，本發明的各式修正從先 前的陳述與所附圖式，對於本技藝的一般技術人員是顯而 易見的。因此，這些修正會在下列附加專利申請項的範圍 内。此外，雖然本發明在本文中的敘述為一特定目的、在 146646.doc -26 - 201029623 一特定環境下的一特定眚她+ ^ 疋實施方法，本技藝的一般技術人員 將認知其用途並不受限 於此’而且本發明也能夠有所助益 地為任何目的、在任何愔 7障况下實施。尤其，下列陳述的專 利申請項應該建構在文中路姐_丄於 千所揭不本發明之充分的範圍與精 神上。 【圖式簡單說明】
❹ 本發明的^面將參考示範性的具體實施例，及其所附 圖式做一較詳細的敘述。 圖1顯示根據本發明之_ + $ ^^ 不範性具體實施例的電-主動式 眼鏡。 圖2顯不根據明夕^ 、 很I不發明之另一不範性具體實施例的電-主動 式光綜合屈光檢查儀。 圖3顯示根據本發明之一示範性具體實施例中一電-主動 式光綜合屈光檢查儀的一系列透鏡。 圖4顯示根據本發明之另一示範性具體實施例中一電-主 動式光综合屈光檢查儀的一系列透鏡。 圖5a與圖5b顯示本發明之一示範性具體實施例中所使用 一固定圖樣的像素化電_主動式透鏡。 圖6顯示根據本發明之一示範性具體實施例中一電-主動 式光綜合屈光檢查儀的一系列透鏡中包括一精細的像 素化與固定圖樣像素化電_主動式透鏡。 圖7是根據本發明之一示範性具體實施例中一光综合屈 光檢查儀的一系列精細的像素化透鏡。 圖8是根據本發明之一示範性具體實施例中用於矯正散 146646.doc -27· 201029623 光視差的一固定圖樣像素化電-主動式透鏡。 圖9a根據本發明之一示範性具體實施例中用於散光視差 的一精細像素化電-主動式透鏡。 圖1 0a顯示用於一發散性像素化電-主動式透鏡的空間電 壓分佈圖。 圖10b顯示用於一收斂性像素化電-主動式透鏡的空間電 壓分佈圖。 【主要元件符號說明】 100,200, 300, 400 電-主動式光综合屈光檢查儀 101 病患 110 框架 120, 130, 220, 230, 600, 700 透鏡系列 140, 255, 540 導線 150, 250 控制單元 205 座位 210 外箱 215 柩紐框架組合 240 延伸桿 260, 262 傳統透鏡 265, 266 轉盤 310, 320, 330, 340,410,420, 電-主動式透鏡 430, 440, 450, 460, 500, 620, 630, 640, 650, 800, 900 505 透鏡前表面 146646.doc •28· 201029623
506 透鏡後表面 508 透鏡邊緣 510 透鏡基板 520 電-主動式材料 530, 535 透明電極 610,710, 720, 730, 740 精細的像素化電-主動式透鏡 702 精細的像素陣列 810 電極 910 透鏡基板具有橢圓形圖樣 920 精細的像素化區域 146646.doc -29-