TW202041189A - 眼科成像方法、裝置及系統 - Google Patents

Abstract

本案揭露了一種用於眼科地形測量器的導光件。該導光件包括：導光體，其包括參照物；以及地形測量照明源，其照明該導光件和該參照物，其中，經照明之導光體引導光以照明該眼睛；引導光學系統，其容納在導光體的近端中，以引導來自該導光體之光橫跨該角膜剖面；以及反射光學系統，其容納在該導光體的近端中，以反射來自已通過導光體橫穿角膜剖面的引導光學系統的光。本案還揭露了一種包括導光件的眼科地形測量器。本發明進一步揭露了一種包括鞏膜投影系統的眼科地形測量器。本發明進一步揭露了測定地形的方法。

Description

眼科成像方法、裝置及系統

本發明有關一種眼科成像方法、裝置和系統。更具體地，本發明有關一種包括多功能導光件和鞏膜測量系統的眼科成像方法、設備和系統。

角膜地形測量器藉由擷取來自已知照明目標圖案的角膜反射的影像而測量角膜前表面的幾何形狀，該影像在眼睛上成像為一個或多個標點，通常是一系列同心照明的環帶，由黑色不透明環帶(稱為普拉西多式(Placido)系統)分隔，並從角膜頂端的已知位置開始分析這些環帶。需要單獨的系統來測定從成像系統的已知參照位置到該角膜頂點的距離。

已知的角膜地形測量器引導光橫跨角膜的剖面(profile)，並經由一個或多個鏡子和透鏡系統在成像感測器上形成剖面的影像。該剖面成像系統允許在獲取目標反射之影像的同時，測量角膜頂點的位置。

沙姆(Scheimpflug)地形圖和其他投影型地形圖系統以及最近的OCT已經被應用於角膜和鞏膜對映(mapping)。使用沙姆方法時，用於視網膜的高強度光通常造成鞏膜變得模糊。沙姆系統的其他缺點是儀器成本高和擷取時間長，這會導致準確性下降，因此需要復雜的定位 (registration)方法。已經研究了低強度光在鞏膜上的應用和高強度光在視網膜上的應用，並參考了兩者橫跨角膜緣的情況。投影系統和OCT在重要的角膜中央區域可能缺乏準確性，並且對該領域的許多用戶而言不經濟。

需要替代的和改進的角膜地形測量器和裝置，以及用於對映角膜和鞏膜以及有效地向地形測量器添加附加的診斷特徵，以滿足市場上不斷增長的需求。

在本說明書中對任何先前技術的引用不是並且不應被認為是對先前技術形成公知常識的一部分的承認或任何形式的暗示。

本發明有關一種眼科成像方法、裝置和系統。

在廣義上，本發明有關一種包括多功能導光件的眼科成像方法、設備和系統。

在另一廣義形式中，本發明有關一種照明眼睛之眼科地形導光件。在又一廣義形式中，本發明有關一種照明眼睛並透射光以進行擷取之眼科地形導光件或圓錐體。

在第一態樣，儘管本發明不一定是唯一的或實際上最廣泛的形式，但提供了一種用於眼科地形測量器的導光件，該導光件包括：

導光體，其具有參照物，以及

照明該導光體和參照物之地形測量照明源，其中經照明之導光體引導光以照明該眼睛。

根據第一態樣之經照明之導光體亦可以將參照物引導到該眼睛表面上。經引導到眼睛表面上之參照物可以包括經投影之參照物或標點。

第一態樣之導光件可以進一步包括：

引導光學系統，其容納在導光體的近端中，以引導來自導光體的光橫跨該角膜剖面；以及

反射光學系統，其容納在導光體的近端中，以反射來自已通過導光體橫穿角膜剖面的引導光學系統的光。

反射光學系統可以引導光到包括至少一個成像感測器的一個或多個擷取系統。一個或多個擷取系統及/或至少一個成像感測器可以在導光體的外部。

在第二態樣中，本發明提供一種眼科地形測量器，包括：

導光體，其包括參照物；

地形測量照明源，其照明該導光體和該參照物進行，其中，經照明之導光體引導光以照明眼睛；以及

成像系統，其使通過導光體中的中央通道投影到該眼睛表面上的參照物成像。

在第三態樣中，本發明提供一種眼科地形測量器，包括：

導光體，其包括參照物；

地形測量照明源，其照明該導光體和該參照物，其中，經照明之導光體引導光以照明該眼睛。

成像系統，其使通過導光體中的中央通道投影到該眼睛表面上的參照物成像；

引導光學系統，其容納在導光體的近端中，以引導來自導光體的光橫跨該角膜剖面；以及

反射光學系統，其容納在導光體的近端中，以反射來自已通過導光體橫穿角膜剖面的引導光學系統的光。

根據如上態樣中任一者的成像系統可以包括一個或多個透鏡。成像系統可以引導光到一個或多個擷取系統上。

根據如上具體例中任一者的反射光學系統可以反射光以將其在至少一個成像感測器上擷取。

在第四態樣中，本發明有關一種用於眼科地形測量器的導光件，該導光件包括：

包括參照物之導光體，其中該導光體引導光朝向該參照物。

根據第四態樣的導光件可以進一步包括照明該導光體和該參考物之地形測量照明源，其中，經照明之導光體引導光以照明該眼睛。

根據如上態樣中任一者之導光體可以進一步包括實質上對稱的形狀及/或在近端處包括有轉盤廓之剖面。有轉盤廓之剖面可包括對稱且相對的延伸部和凹部，以使眼睛與參照物緊密接近，因而獲得較大的眼睛覆蓋率。延伸部可以容納該引導光學系統和該反射光學系統。延伸部及/或凹部可設置在導光體上的近端處的相對點處。延伸部及/或凹部可包括扇形邊緣。

根據如上態樣中任一者，可以將引導光學系統的至少一部分和反射光學系統的至少一部分設置在導光體的相對側。在一個具體例中，引導光學系統相對於操作者設置在左側，而反射光學系統相對於操作者設 置在右側。在其他具體例中，引導光學系統相對於操作者設置在右側、頂部或底部，而且反射光學系統相對於操作者設置在左側、底部或頂部。

根據如上態樣中任一者，引導光學系統和反射光學系統實質上以直角反射光，並且兩個傳播方向向量均以直角截取中央通道的軸。

根據如上態樣中任一者，導光體可以包括引導光學系統殼體和反射光學系統殼體。引導光學系統殼體和反射光學系統殼體可以設置在相應的相對的延伸部中。

根據如上態樣中任一者的地形測量器可以進一步包括一個或多個擷取系統。一個或多個擷取系統可以包括至少一個成像感測器，例如CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器)。一個或多個擷取系統可以包括地形擷取系統和剖面擷取系統。地形擷取系統可以用於利用參照物之地形測量學中。剖面擷取系統可用於利用藉由反射光學系統而引導之光之眼睛剖面繪製。在另一個具體例中，一個或多個擷取系統包括至少一個用於地形測量學和眼睛剖面繪製兩者之成像感測器。

根據如上態樣中任一者的眼科地形測量器可以進一步包括：

一個或多個用於使該眼睛成像的光學系統。

一個或多個光學系統可以設置在用於使該眼睛成像的光路中。

在一個或多個光學系統包括兩個或更多個光學系統的具體例中，地形測量器可以進一步包括定位器，該定位器用於選擇性地將兩個或更多個光學系統中包括的各光學系統定位在光路上。該兩個或更多個光 學系統中的每一者可以在用於使該眼睛成像的光路上包括可互換的光學系統。

定位器可以包括轉盤，兩個或更多個可互換光學系統中的每一個可以位於該轉盤上。轉盤可以包括一個或多個分度位置，用於兩個或更多個光學系統中各者精確定位。定位器可包括無輪齒隙(backlash)定位器。定位器可包括一個或多個輪齒。轉盤可包括齒輪。定位器可包括一個或多個致動器，例如馬達。

轉盤可以包括一個或多個用於中央地形測量系統的窗光圈。

在如上態樣中任一者的一個具體例中，地形測量器包括照明陣列，該照明陣列包括地形測量照明源和剖面光學照明源。地形測量器照明源可以包括分佈式光源。分佈式光源和剖面光學照明源可以是可解析的或可區分的。分佈式光源和剖面光學照明源可以發射足夠不同波長的光，因此不會在其相應的成像路徑中發生干擾。

分佈式光源可以包括多個LED。分佈式光源可以發射寬頻可見光譜。複數個LED中每一者可以包括RGB LED。各RGB LED可包括單獨的窄波段。複數個LED中每一者可以產生白光。複數個LED可以包括在特定具體例中設置為兩個或更多個LED環的陣列。LED的兩個或更多個環可以被包括在印刷電路板上。

剖面光學照明源可以發射紅外光。剖面光學照明光源可以包括點光源。在一個具體例中，剖面光學照明光源是LED。

在如上態樣中任一者的又一具體例中，分佈式光源的光路的一部分和剖面光學照明源的光路的一部分照亮該眼睛表面。

地形測量照明源及/或剖面光學照明源可以設置在導光體的遠端。

在如上態樣中任一者的一個具體例中，參照物包括多個環帶。參照物可以包括包含複數個同心環帶的普拉西多式盤。複數個同心環帶可以包括交替的透明和不透明的環帶。透明環帶可以經照明。透明環帶可以與導光體成一體。同心環帶可以沿著導光體的內表面的長度設置。參照物可以包括包含不透明環帶之覆蓋物。不透明環帶可以被透明部分線性地分開排列。參照物可經塗刷或以其他方式設置在導光體上。塗層或其他應用可以包括僅不透明環帶的應用。

在如上態樣中任一者的另一具體例中，導光體可以包括複數個區段，各區段包括各自的透射係數。可以選擇透射係數以沿著參照物的長度提供均勻的照明。各區段可以包括任和數量的透明環帶和不透明環帶。各導光件區段可包括光學隔離的外表面或蓋。在一個具體例中，一個區段可經著色以提供視覺目標。在另一具體例中，一個區段或導光體包括彩色濾光片以提供視覺目標。彩色區段或彩色濾光片可以是綠色。彩色濾光片可以在光路上包括聚合物膜。視覺目標或目標段可以設置在導光體的遠端處。視覺目標或目標區段可以透射彩色光。導光體可以包括兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個或十個區段。在一具體例中，導光體包括三個區段。可以選擇提供足夠的照明的區段數量。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，導光體可以包括光學介質，該光學介質的透射係數與用於光傳播的空氣不同。

在如上態樣中任一者的另一個具體例中，導光體包括實質上圓錐形或複曲面形狀。實質上圓錐形可以包括截頭圓錐形。圓錐形或複曲面形狀可包括內部通道。外表面可包括彎曲或複曲面形狀，而內部通道可包括實質上圓錐形。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，取決於由照明陣列發射的光，將導光體照明成選擇性的顏色。照明陣列發出的光可以包括白、紅、綠、藍或紅外光。模態的視覺指示可以包括光脈衝或用於所選顏色的不同亮度或強度。光脈衝的頻率、調製或持續時間可以改變。亮度或強度可能會隨模態而變化。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，引導光學系統和反射系統位於導光體的實質上相對的點上。

引導光學系統可以包括一個或多個棱鏡，其設置在光源和裸眼之間。棱鏡可以包括漫射棱鏡。

反射光學系統可以包括一個或多個反射鏡。

在另一個具體例中，引導光學系統可以包括反射鏡，並且反射光學系統可以包括棱鏡。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，導光體包括透明介質。透明介質可以包括一種光學上均質且透明的介質。介質可以包括丙烯酸系物質，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，由反射光學系統瞄準的光入射在設置在導光體的遠端處的剖面成像系統上。

在如上態樣中任一者的另一個具體例中，剖面成像系統包括聚焦透鏡系統和僅透射來自剖面光學照明源的光的濾光器之一者或多者。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，剖面成像系統將瞄準的光聚焦到一個或多個擷取系統上。聚焦的瞄準的光包括關於受試者眼睛到參照點的距離的資訊。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，剖面成像系統將該眼睛的剖面平面聚焦到一個或多個擷取系統上。

導光體的內表面和外表面可經拋光。與光源的傳播光的剩餘散射相比，拋光可以實現期望的反射。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，剖面光路的一部分包括在導光體內。剖面光路和內部剖面光路可以包括引導光學系統和反射光學系統。引導光學系統引導橫跨該眼睛剖面的光至反射光學系統。反射光學系統引導光至聚焦光學系統及/或一個或多個擷取系統。

在如上態樣中任一者的另一個具體例中，來自地形測量照明源的光遵循兩個或更多個光路通過導光體。兩個或更多個光路可包括下述兩者或更多者：完全耦合出導光體的光線；以及耦合出導光體並部分入射到眼睛上的光線；以及完全入射到眼睛的光線。在其中導光體外表面經塗刷或經其他方式塗覆的具體例中，可能不存在完全耦合出導光體的光線。接著，入射到眼睛上的光線可以橫穿該中央通道並入射到一個或多個擷取系統上。

在如上態樣中任一者的一個具體例中，用於使眼睛剖面成像的反射光學系統和引導光學系統包括在剖面系統中。

在如上態樣中任一者的又一個具體例中，導光體包括參照物；剖面系統；以及導光體提供必要的光學輸入，以使角膜表面的地形成像。

在如上態樣中任一者的另一個具體例中，導光體包括中央地形測量系統的至少一部分，該中央地形測量系統包括導光體；地形測量照明源；參照物和地形成像系統。中央地形測量系統可以進一步一個或多個擷取系統。

根據如上具體例中任一者，眼科地形測量器可以包括角膜地形測量器。根據該具體例，眼睛表面包括角膜表面；眼睛表面包括角膜剖面；眼睛的照明可以包括角膜的照明；以及眼睛覆蓋範圍可以包括角膜覆蓋範圍。

根據如上具體例中任一者，地形測量器可以進一步包括鞏膜測量裝置。鞏膜測量裝置可包括一個或多個鞏膜投影系統。一個或多個鞏膜投影系統之每一者可包括鞏膜投影光源和鞏膜參照物。

各鞏膜參照物可以包括至少一個光闌，該光闌包括一個或多個光圈。一個或多個光圈可以設置成光圈圖案。一個或多個光圈可以包括鞏膜光圈圖案和可視需要地為角膜光圈圖案。當在眼睛或至少一個成像感測器上成像時，可以使鞏膜光圈圖案以一個或多個鞏膜定位物成像，並且可以將角膜光圈圖案以角膜散射影像成像。

一個或多個鞏膜投影系統中各者可以進一步包括鞏膜投影成像系統。鞏膜投影成像系統可以包括一個或多個透鏡。

可以將一個或多個鞏膜投影系統對稱地安裝在地形測量器上。對稱安裝的鞏膜投影系統可以包括安裝在地形測量器的任一側上的鞏膜投影系統。在一個具體例中，鞏膜投影系統設置在導光件的任一側或兩側，即，對稱安裝的左鞏膜投影系統和對稱安裝的右鞏膜投影系統。這允許將光圈圖案投影到該眼睛表面的不同部分上。

由鞏膜投影光源照射的鞏膜光圈圖案可以在投影成像系統上成像以及在該眼睛表面的該鞏膜部分上成像。藉由投影光源而照射之角膜光圈圖案也可以在投影成像系統成像和在角膜上成像。

鞏膜測量裝置可以進一步包括一個或多個鞏膜定位參照物投影器。鞏膜定位參照物投影器可以包括鞏膜參照光源和鞏膜定位參照物。鞏膜參照物可以包括定位參照物導光件，該定位參照物導光件可以視需要地以兩個或更多個同心環的形式設置，並且可以包括第二普拉西多式盤。

來自鞏膜參照光源並橫跨鞏膜定位參照物之光可以從該眼睛表面反射，並通過成像系統在一個或多個影像擷取系統上成像。

來自鞏膜參照光源的橫跨鞏膜定位參照物並從該眼睛表面反射的光可以形成鞏膜影像。鞏膜影像可以經數位處理以獲得角膜高度資訊和鞏膜位置並且包括鞏膜高度資訊。

經處理之鞏膜影像可用於將來自地形測量器的角膜高度資訊與鞏膜高度資訊合併成新的鞏膜地形圖。該組合可以包括影像定位。定位可以利用一個或多個鞏膜定位物；角膜散射影像；及鞏膜定位參照影像。

至少一個光闌可以包括兩個或更多個相鄰的定位光圈，來自鞏膜參照光源的光可以橫跨該定位光圈傳播並被設置在角膜上。在一個具 體例中，兩個或更多個相鄰的定位光圈包括各別組的一個或兩個或更多個相鄰的透明圓點。在另一個具體例中，相鄰的定位光圈包括一組或兩組或更多組與中央通道的軸線同心的相鄰的透明和不透明的交替環，從而形成第二普拉西多式盤。在特定具體例中，兩個或更多個相鄰的光圈包括三個透明的圓環。在又一個具體例中，三個透明的圓環可以用作參照光闌，並且可以與透明和不透明的交替環帶一起使用。

在眼睛表面上的經投影之鞏膜光圈圖案和定位光闌可以一起以同一影像上到一個或多個擷取系統上成像。從該定位光闌的此等兩個相鄰的定位器或點，可以得出反射眼表面的曲率和高度資訊。

可以藉由成像系統而在一個或多個成像感測器上成像一個或多個鞏膜參照物光圈及/或鞏膜定位光圈。

鞏膜測量裝置可進一步藉由比較鞏膜影像的眼參照軸線與角膜影像的眼參照軸線進行，而應用演算法來提高鞏膜高度資訊的準確性。該參照軸線可以含有眼睛相對於中央通道的軸線或在眼睛與中央通道之間的旋轉資訊。

在一個實施例中，導光體和形貌照明源可以形成角膜參照物。在優選實施例中，角膜參照物包括由導光體和地形測量照明源投影的用於角尖的角膜參照物以及用於附加角膜參考資訊的角膜光圈徑圖案。

在又一個具體例中，可以在鞏膜和角膜影像中擷取該瞳孔，其中擷取的瞳孔資訊可以提供該眼睛參照軸的資訊以用於附加的角膜參照資訊。

在又一個具體例中，可以使用其他唯一可識別的鞏膜特徵來合併該角膜和鞏膜高度資訊。

在另一個具體例中，可以測量眼睛相對於中央通道的該軸線的瞳孔中心位置，以提供用於合併該角膜和鞏膜高度資訊的參照數據。

在第五態樣中，本發明提供一種確定眼科地形之方法，該方法包括：

照明包括參照物之導光體，以將參照物投影到該角膜的前表面上，其中，經照明之導光體投影用於照明該角膜之光；

使用容納在導光體的近端中的引導光學系統，而引導來自導光體的光橫跨該角膜剖面；

以在導光體的近端容納的反射光學系統反射來自已通過角膜剖面橫穿導光體的定向光學系統的光；

擷取在導光體外部的至少一個成像感測器上之反射光；以及

擷取通過導光體中的中央通道投影到該角膜表面上的參照物，以測定角膜地形。

第五態樣的方法，可進一步包括：

使藉由一個或多個投影透鏡系統而投影到眼睛表面上的光圈圖案成像，其中，該光圈圖案投影至少一個鞏膜參照物和至少一個角膜參照物；以及

將鞏膜高度資訊與經測定之角膜高度資訊相合併。

根據如上態樣中任一者，該導光件可以包括多功能導光件。該多功能可以包括將光設置到眼睛上以使該眼睛成像之成像功能，以及包括使該眼睛的剖面轉盤廓成像之剖面光學功能。多功能和成像功能可進一步包括使眼睛的地形成像之地形測量光學功能。

根據如上態樣中任一者，該導光件可包括地形測量錐。

根據如上態樣中任一者，該地形測量器包括殼體和基板之一者或多者。地形測量器可進一步包括主體托板，該主體托板包括下巴托板和前額座托板之一者或多者。地形測量器可進一步包括調節臂，以上下移動下巴托板。主體托板還可以包括校準設備附加器，可以將校準設備附接到校準設備附加器以配準(calibrate)地形測量器。地形測量器還可以包括諸如操縱桿之類的手動操作之定位器。手動操作之定位可在兩個軸上移動基本元件；側向和前後移動。地形測量器也可以例如藉由操縱桿的旋轉而垂直移動。垂直移動可以通過安裝柱，在該安裝柱上安裝導光件和其他組件(諸如，地形測量照明源)；剖面成像系統；以及地形成像系統。

根據如上態樣中任一者，可以藉由地形測量器纜線而將地形測量器連接到接線盒。接線盒可以藉由電腦纜線而連接到計算機，也可以連接到電源。

根據如上態樣中任一者，該地形測量器可以進一步包括用於控制地形測量器及/或與電腦進行通訊的印刷線路板。印刷線路板可以設置在安裝柱上。

根據如上態樣中任一者，地形測量器還可以包括外部照明器。外部照明器可以為可互換的光學系統提供光。外部照明器可以包括對稱安裝的光源。可以將對稱安裝的光源設置在導光件的兩側，即，對稱安裝的左光源和對稱安裝的右光源。光源可以是任何合適的光源，例如，LED。

殼體可以在一個或多個基座單元周圍形成保護罩；垂直安裝柱；導光體的至少一部分；外部照明器；以及鞏膜測量裝置的零件。

本發明的其他態樣及/或特徵將通過如下詳細描述，而變得顯而易見。

100:地形測量器、導光件

101:圓錐體、導光件

102:導光體

103,130:參照物

104:透明介質

105:地形測量照明源

106:眼睛

107:角膜

108:引導光學系統

109:近端

110:角膜剖面、遠端

111:反射光學系統

112:剖面成像系統

113:擷取系統

115:遠端

116:成像感測器

117:下巴托板

118:前額托板

119:調節臂

120:底盤

121:殼體

122:主體托板、中央通道

123:地形成像系統、中央成像系統、成像系統

124:中央通道

126:標點、環帶、環

128:透明環帶、末端環帶、環帶

129:不透明環帶、環帶

130(i),130(ii),130(iii):段

131:光學隔離蓋

133:反射鏡

134:不透明環帶、光傳播方向向量

135:聚焦透鏡

137:剖面輪廓

138:頂點位置

139:參照位置

141:內表面

142:外表面

143:棱鏡、反射鏡

144:中央通道

148:前角膜表面

150:中央地性測量光學系統

153:LED

155:導光照明陣列、照明陣列

167:定位器

168:操縱桿

169:基本元件、安裝柱

170:印刷電路板、垂直安裝柱

172:剖面系統

200:分佈式照明源

201:剖面光學照明源

202:點光源、導光體

203:印刷板

204:角膜影像、影像

205:剖面影像、影像

206:剖面光路、剖面影像

207:外部照明器

208:光源

300:可互換的光學系統

300a,300b,300c,300d:光學系統

301:定位物

302:轉盤

303,303a,303b,303c:分布位置

304:彈簧

305:樞轉桿

306:滑動元件

308:窗光圈

309:輪齒

400:鞏膜測量裝置

401:鞏膜投影系統

402:鞏膜參照物

403:鞏膜投影成像系統

404:鞏膜配準參照物投影器

405:鞏膜光圈圖案

406:鞏膜投影光源

407:鞏膜配準參照物

408:鞏膜參照光源

409:配準參照物導光件

410:鞏膜影像

413:瞳孔

414:角膜光圈圖案、光圈圖案

415:光闌

415a:光圈

416:普拉多西式盤

418:鞏膜定位物

419:角膜散射影像

420:鞏膜配準參考影像

421:馬達

422:驅動傳送帶

423:配準膜片

423a:配準光圈

為了使本發明易於理解並付諸實踐，現在將參考附圖而參考本發明的具體例，其中相似的附圖標記表示相同的元件。這些附圖僅作為實施例提供，其中：

第1A和1B圖是顯示根據本發明的角膜地形測量器的一個具體例的示意圖。第1A圖是地形測量器的透視圖，而第1B圖是圓錐體和圓錐殼體的近視圖。

第2A和2B圖是顯示本發明的地形測量器的一個具體例的截面圖的示意圖。

第3A、3B、3C和3D圖是顯示用於定位透鏡系統的定位器的一個具體例的示意圖。

第4A和4B圖是顯示根據本發明的另一具體例的定位器的示意圖。

第5圖是顯示用於獲取角膜剖面數據的先前技術設備的截面圖和光路的示意圖。

第6圖是顯示根據本發明的具體例的用於獲取鞏膜數據的另一截面圖和光路的示意圖。

第7A、7B、7C和7D圖是顯示：剖面影像的一個具體例(左)和角膜影像的一個具體例(右)(第7A圖)；展示參照物影像的眼睛的圖(第7B圖)；用外部照明器提供的照明拍攝的眼睛的圖(第7C圖)；佩戴隱形眼鏡並使用螢光素可視化的眼睛的圖(第7D圖)；以及顯示眼板腺的眼睛的圖)(第7E圖)。

第8A和8B圖是示意圖，其顯示圖示根據本發明的一個具體例的角膜地形測量光路(圖8A)和角膜剖面光路(第8B圖)的截面圖。第9 圖是示意圖，其顯示圖示用根據本發明的一個具體例的附加的外部照明之角膜地形測量和角膜剖面光路的截面圖。

第10圖是另一示意圖，其顯示圖示根據本發明的一個具體例的角膜和鞏膜地形測量光路的截面圖。

第11A和11B圖是顯示根據本發明的一個具體例的用於影像配準(image registration)的光路的示意圖。

第12A和12B圖是顯示根據本發明的一個具體例的用於影像配準的定向參照物的示意圖。

第13圖是顯示根據本發明的一個具體例的地形測量器的正視圖的示意圖。

第14A和14B圖顯示根據本發明的導光件和地形測量器的商業實施例。

熟練的閱讀者(addressee)將理解，附圖中的元件是為了簡單和清楚而圖示的，並且不一定按比例繪製。例如，附圖中一些元件的相對尺寸可以經扭曲以幫助提高對本發明的具體例的理解。

本發明的具體例有關一種改進的眼科地形測量器導光件和一種改進的眼科地形測量器。發明所屬技術領域中的技術人員將容易理解，用於地形測量的導光件也被稱為“圓錐體”。這是因為這種導光件傳統上是圓錐形的。本發明的導光件具有實質上為圓錐形的內表面，然而，該外表面不是圓錐形的。考慮到慣例和發明所屬技術領域中使用的術語，這些術語導光件和圓錐體在本文中可以互換使用。

發明人已驚訝地發現，藉由將參照物整體地包括在發光角膜地形測量導光件內，該參照物可以形成導光體和成像系統的一部分。這是顯著的優點，因為導光體可以更小並且可以由導光體提供導光件功能，這更加節省成本並且允許附加的成像模式和增強的角膜地形測量性能。本發明的一個具體例的另一優點在於，可以在導光體中提供剖面光學器件。

在另一個具體例中，本發明通過提供無輪齒隙的可互換透鏡系統來提供多功能形貌。在各可互換系統光學系統中使用單個鏡頭的能力意味著可以對各鏡頭設計進行更多控制，並且可以提高整體品質。

此外，眼科地形測量器首次提供了鞏膜地形測量器的能力和方法。在保持高品質角膜地形測量的同時完成此操作，並且可以將其與鞏膜地形測量的其他數據結合使用。這可以導致更好的品質和改進的隱形眼鏡配戴。而且，不需要螢光素來獲得角膜或鞏膜的形地形測量資訊，與先前技術相比，這對使用者來說是極大的優勢，並且對受試者的舒適性是有益的。

如本文所用，“光學系統”是指用於引導、觀察、分析、記錄及/或擷取光的一個或多個透鏡或其他影像形成部件、反射鏡、棱鏡、光譜濾光器及/或光圈。應當理解，特定的光學系統可以由一個或多個透鏡或其他影像形成部件、反射鏡、棱鏡、光譜濾光器及/或光圈的不同排列組成，並執行相同的功能。例如，在本文中將特定的光學系統描述為包括一個或多個棱鏡的情況下，應理解，包括一個或多個透鏡或其他影像形成部件、反射鏡、棱鏡、光譜濾光器及/或光圈的不同構造可以取代棱鏡。

如本文所用，“成像系統”是指形成物的真實或虛擬影像的特定類型的光學系統。

如本文中所使用的，“標點”是參照物的圖案，該參照物的經角膜的彎曲表面反射的影像系用於計算角膜的地形。

從如下的描述中將變得清楚的是，本發明的導光件或圓錐體是多功能導光件或圓錐體。如本文中所使用的，“多功能導光件或圓錐體”係用於表示執行超過一個光學功能的導光件或圓錐體。在一個具體例中，多功能導光體將光和標點引導到眼睛上，以將在眼睛上成像的標點在成像感測器上成像，並且進一步包括用於對該眼睛的剖面轉盤廓成像的剖面光學系統。

總體上，本發明的一個具體例有關一種圓錐體或導光體，其包括用於地形測量器的參照物。

在另一個具體例中，本發明有關一種導光件或圓錐體，其包括參照物、用於對眼睛的剖面成像的剖面光學系統以及以對角膜表面成像的地形測量光學系統，其中使經照明的參照物103在眼睛上和成像感測器上成像為標點。

如以下將闡明的，在一個具體例中，本發明進一步提供一種可互換的光學系統，以允許執行超過一種的操作模式和成像功能。

在第1圖中顯示了根據本發明的地形測量器100的一個具體例。地形測量器100包括容納在殼體121中的地形測量導光件或圓錐體101。由底板120提供堅固的支撐。由主體托板122提供穩定的平台，主體托板122包括下巴托板117和前額托板118。調節臂119也是提供來上下 移動下巴托板。這種垂直調整可讓不同的頭部尺寸準確對準，從而使眼睛106的高度與地形測量器100的光軸對齊。

地形測量器100係藉由地形測量器纜線214而連接到接線盒160(未顯示)。接線盒160依次藉由插入USB(通用序列匯流排)埠的電腦纜線162(未顯示)而連接到傳統電腦161(未顯示)，並藉由電源纜線164(未顯示)而連接到電源163(未顯示)。

主體托板122進一步包括校準裝置附加器165(未顯示)，可以將校準設備166(未顯示)附接到校準設備附件165以用於校準地形繪圖儀100。

地形測量器100還包括手動操作之定位器167，其包括可用於使基本元件169沿兩個軸移動(側向和前後移動)的操縱桿168。另外，垂直運動是藉由操縱桿168的旋轉來實現的。這允許地形測量器100與受試者的眼睛106精確且方便地對準。垂直運動是通過其上安裝導光件101和其他組件(諸如，導光照明陣列155、剖面成像系統112和地形成像系統123)安裝柱169進行的。

將如下進一步詳細描述的，地形測量器100還包括外部照明器207，其為地形測量和額外的眼科成像功能提供額外的光。外部照明器207包括對稱地安裝在導光件101的任一側的光源208。光源208可以是任何合適的光源，諸如，LED。

還進一步如下描述了地形測量器100的一些具體例中所包括的鞏膜測量裝置400的視需要的配置。如第10和11圖所示，鞏膜測量 裝置400包括一個或多個鞏膜投影系統401和鞏膜參照物402。鞏膜測量設備可進一步包括一個或多個鞏膜配準參照物投影器404。

同樣更詳細地描述如下，成像系統123還包括一個或多個致動器307(未顯示)，諸如，將轉盤302旋轉到限定位置以在成像系統光路中對準之馬達。

在安裝柱169上還設置用於控制地形測量器100並與計算機161通訊之印刷線路板170(未顯示)。如第1A圖和第1B圖所示，所有內部部件被封閉在殼體121中，殼體121形成圍繞基本元件169和垂直安裝柱170的保護罩。此外，導光體102被部分地封閉在殼體121中。

第1B圖顯示了導光件100和部分的剖面成像系統112。導光件100包括導光體102，導光體102包括參照物103的至少一部分，參照物103經照明使環帶或環成像為標點126。

導光體102包括透明介質104。如第2圖之具體例所示，透明介質104包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。基於本文的教示，發明所屬技術領域中之技術人員能夠容易地選擇任何其他合適的透明介質。透明介質104可以包括另一種光學上均勻且透明的介質。

導光體102包括實質上複曲面或圓錐形的外表面142形狀和實質上圓錐形的內表面141形狀。在圖式中所示的具體例中，實質上複曲面或圓錐形是包括中央通道124的圓環或截頭圓錐形。圓錐體101的直徑沿著其長度從遠端115到近端109減小。複曲面或圓錐形表示遠端直徑大於近端直徑，從而沿導光體102的長度的同心透明環帶128和不透明環帶在從遠端115到近端109的圓周上減小。

導光體102的尺寸調整為方便地適合人的臉部形狀，中央通道的光圈口直徑小於35mm，導光體102的總直徑小於70mm，以及導光體10的長度小於100mm。地形測量器100的深度小於300mm，並且地形測量器100的高度小於450mm。

在另一個具體例中，導光體102是實質上對稱的，並且包括在近端109處之轉盤廓剖面125(未顯示)。轉盤廓剖面125包括對稱且相對的延伸部145(未顯示)和凹部146(未顯示)。延伸部145容納引導光學系統108的至少一部分和反射光學系統111的至少一部分。延伸部145係設置在近端109處的相對點處。凹部146也設置在近端109的相對點處。延伸部和凹部可包括扇形邊緣。

在如上態樣之任一具體例中，引導光學系統的至少一部分和反射光學系統的至少一部分在導光體的近端上彼此相對。明顯地，引導光學系統以與光軸成直角的角度引導光。

導光件101通過安裝凸緣147(未顯示)附接到地形測量器100。容納中央通道124的導光體102的複曲面或圓錐形形狀允許眼睛106暴露於設置在內表面141上的參照物130。

第1B圖顯示了部分的地形測量器100的前透視圖，其顯示了對包括導光件101的區域的特寫，並且使得通過中央通道124可見參照物103。

如第1B圖的透視圖和第2A圖的截面圖所示，參照物130包括複數個交替的透明環帶128和不透明環帶129的形式的環帶或環(在第2A圖的截面圖中以虛線表示)。在所示的具體例中，參照物130包括複 數個透明環帶128，各透明環帶在兩側上與沿著其軸向長度設置在內表面141上的不透明環帶129相連。末端環帶128、129將僅在非末端側與對應的環帶129、128相連。

當照明導光件101時，照明複數個透明環帶128，並且藉由前角膜表面148的彎曲而形成產生同心環帶之虛擬影像作為標點126。藉由成像和分析透明環帶128由前角膜表面148通過成像系統123產生的成像之同心環帶標點126，可以確定角膜107的地形。在這方面並且在該具體例中，參照物103可以被稱為普拉西多式盤。

內表面141面對中央通道124。導光體102的內表面141和外表面142可以經拋光，以用作反射或折射光學表面。

透明環帶128與導光體102成為一體。在所示的具體例中，將參照物103或更準確地說是將不透明環帶129塗刷或施用在導光體102上。在另一具體例中，塗刷或其他施用可包括不透明環帶129和透明環帶128的施用。在又一實施例中，參照物103可包括覆蓋層149(未顯示)，覆蓋層149包括透明片151，其上包括不透明環帶134。在該具體例中，可以在片151上印上不透明環帶129。然後將覆蓋物149定位在中央通道124內，以使得印上之不透明環帶129沿著通道124的長度延伸。

在第1A圖至第1B圖所示的具體例中，參照物103包括三十個透明環帶128。根據本文的教示，發明所屬技術領域中之技術人員能夠輕易地選擇其他合適的參照物和其他合適數量的產生標點的特徵。例如，參照物103可包括5至50、10至40或20至35個透明環或其他產生標點的特徵。

第2A和8A圖還顯示，為了提供環126的均勻照明，導光體102可以包括多個導光段130。如圖2A和8A所示，導光體102包括三段130i、130ii和130iii。各段130包括各別的耦合效率，其匹配以提供沿參照物103的長度的各透明環帶126的均勻照明。各段130可以包括任何數量的透明環帶128和不透明環帶129。

在其他具體例中，導光體102可以包括一、兩、四、五、六、七、八、九、十段或超過十段130。可以選擇多個段130以提供足夠的照明。

在所示的具體例中，各段130包括耦合效率，以在至少一個成像感測器1116上產生均勻照明的環形影像。

重要的是，與包含分佈式照明源200和剖面光學照明源201的地形測量照明源105向自由空間的輻射的耦合效率相比，導光體102具有更高的耦合效率。

如第8A圖所示，各導光段130和部分或全部的外表面142可包括光學隔離蓋131，以防止光洩漏到其他導光段中，或防止或減少光耦合出導光體102。

段130(i)包括目標段，該目標段可以經上色或以其他方式包括可見標記以為通過通道124直視的眼睛106提供目標。在所示的具體例中，儘管在黑白圖式中不可見，目標段130(i)以綠色上色。目標段130(i)顯示為設置在導光體102的遠端。所有其他段130(i)、(ii)可以是相同的透明材料所製，但是在尺寸和耦合效率上不同於130(i)，最好是無色的(clear)。

第2A圖顯示了根據本發明的一個具體例的用於角膜地形地形測量的組件，而第2B圖顯示了根據本發明的一個具體例的用於剖面成像的組件。第8A和8B圖提供進一步的說明，分別顯示了中央地形測量光學系統150和剖面系統172的光路。

如在第2A和2B圖兩者中所示，由包括地形測量照明源105(第2A圖)和剖面光學照明源201(第2B圖)的導光照明陣列155提供地形測量器100的照明。導光體102係由地形測量照明源105照明。重要的是，地形測量照明源105和剖面光學照明源201是可分辨的。地形測量照明源105和剖面光學照明源201可以發射足夠不同的波長的光，因此在至少一個成像感測器116上不會發生影像的干擾。

地形測量照明源105照明參照物103或至少透明環帶128。也就是說，地形測量照明源105照明導光體102，以提供用於角膜107照明和用於將參照物103投影到角膜前表面148上的光。

地形測量照明源105包括分佈式照明源200，並因此包括複數個發射多色或白光的地形測量照明LED 153形式的各別的照明源。複數個LED 153被包括在印刷板(PCB)203上包括的兩個或更多個LED 153的同心環中。儘管未提供相應的圖，但是在所示的具體例中，地形測量照明源105包括外環105(a)。內環105(b)。

第8A圖顯示了由包括LED 153的地形測量照明源105發射的光的三個光路。一些光具有諸如地形測量光路206a的光路，並且從外表面142完全耦合出導光體102。其他光在橫穿中央通道124以入射到至少一個成像感測器116上之前部分地採其中光線部分地從外表面142耦合 出導光體102之地形測量光路206b，並且部分地採其中光線在眼睛106之前從外表面142向內表面141反射之地形測量光路206c。也就是說，導光體102內的光可以在外表面142處被分開，並且部分地折射並設置到周圍環境。光路206d顯示在橫穿中央通道124和中央成像系統123以入射在至少一個成像感測器116上以形成角膜影像204之前，沒有通過外表面142並向內表面141行進的光線入射到眼睛106上。也就是說，標點126在成像感測器116上成像。

轉向第2B圖，剖面光學照明源201顯示為包括以單個LED的形式的剖面點光源202，其發射紅外光。來自點光源202的光橫穿導光體202，並且藉由引導光學系統引導橫跨角膜剖面110以被反射光學系統111接收，並且被引導至剖面成像系統112以導向其中形成並擷取了剖面影像205之擷取系統113和至少一個成像感測器116。

引導光學系統108顯示為包括反射鏡133，並且反射光學系統111顯示為包括棱鏡143。在其他具體例中，該排列與包括棱鏡的引導光學系統108和包括鏡子的反射光學系統111相反。

剖面成像系統112顯示為包括反射鏡133和其他組件，以將光傳播方向向量、引導至擷取系統113。參照第2A和2B圖，可以看到，擷取系統113被執行成像，擷取系統113被顯示為包括至少一個成像感測器116。在其他實施例中，擷取系統113包括兩個或更多個成像感測器，其可以以地形測量成像感測器173(未顯示)和剖面成像感測器152(未顯示)之形式提供。

第2A圖還顯示了可以諸如利用定位器167來移動導光體201和眼睛106的相對位置。這是有利的，因為其允許方便地將眼睛106定位於所包括在可互換的光學系統300中的各別光學系統300a、300b、300c、300d。在圖3A，3B，3C和3D所示的具體例中，可互換的光學系統300以轉盤302的形式設置在定位物301上，轉盤302以以各方向旋轉以將中央通道中之各相應的光學系統300a，300b，300c，300d準確地對準在中央通道中且與具有一個或多個擷取系統113對準。

如第3A圖所示，轉盤302包括用於中央地形測量系統150的中央通道144的軸線的窗光圈(fenestration)308。

如第3A圖中的箭頭所示，轉盤302可以沿任一方向順時針或逆時針旋轉。

轉盤302包括與一個或多個輪齒接合的分度位置303。在第3A、3B、3C和3D圖所示之具體例中，一個或多個輪齒309是由一個或多個輪齒309構成。包括單一輪齒，可設置在用作彈簧304的樞轉桿305上。

轉盤302包括一個或多個分度位置303，用於兩個光學系統中的每一個的精確定位。在第3A、3B、3C和3D圖所示之具體例中，可互換光學系統300包括四個光學系統300a、300b、300c和300d以及四個相應的分度位置303a、303b、303c和303d。藉由選擇合適的分度位置303a、303b、303c、303d以與一個或多個輪齒309接合，可以使相應的光學系統300a、300b、300c、300d相對於中央通道124精確地定位以使眼睛106成像。。

第3A圖顯示了一個或多個未與在兩個分度位置303之間過渡之轉盤302接合的輪齒309。第3B圖顯示了轉盤302進一步轉動，使得當302和樞轉桿305已彈回以與轉盤302接合時，一個或多個輪齒309現在與轉盤302接合。

第3D圖顯示了定位物301的另一具體例，定位器301使用滑動元件306，而非使用樞轉桿305。

儘管未顯示，定位物301進一步包括一個或多個馬達421之形式的致動器307以用於實現旋轉。

第4圖顯示了包括馬達421之定位物301的另一個具體例，馬達421驅動傳動帶422以實現轉盤302的旋轉。在另一個具體例中，轉盤302包括輪齒。

在第3D圖所示的具體例中，可互換之光學系統300包括六個光學系統。在其他具體例中，可以包括兩個、三個、五個、七個、八個、九個、十個或超過十個光學系統。

定位物301是無齒縫定位器，其有利地提供準確的位置並且防止或至少減少不期望的移動。

有利地，取決於照明陣列155發射的光，將導光體102照明不同的顏色。照明陣列155發射的光可以包括不同的可區分之顏色，這些顏色指示使用中的模式，諸如，中央地形測量系統150、剖面系統172、或可互換光學系統300中的相應一者。

從以上所述，發明所屬技術領域中之技術人員將理解，用於光傳播以照明眼睛106的可見光部分可以在其外表面上分離，並從導光體 102耦合出到周圍區域，而且使用者或患者可見的。除了用於使眼睛106或眼睛106的周圍區域成像以用於成像目的的其他照明手段之外，耦合出的光還可以用於照明眼睛106。

耦合出並且使用者或被測試對象可見的光可以含有關於地形測量器100的操作狀態的資訊或額外資訊。作為較佳具體例，光的資訊可以以顏色的形式呈現，但是也可以包含其他光調變，例如，光脈衝或亮度變化。

導光體102還提供一部分的光路傳播，以用於照明角膜剖面110和使角膜影像204在至少一個成像感測器116上成像。

第7A圖顯示了剖面影像205(左手邊)和角膜影像204(右手邊)。圖。第7A圖還顯示了，有利地，剖面數據包括剖面輪廓137和頂點位置138。可應用參照位置139以確定眼睛106相對於參照物130或相對於中央成像系統123的位置。影像204、205能夠使用從一個或多個擷取系統113擷取的數據進行重建。

第7B、7C、7D和7E圖顯示了可以用可互換光學系統300獲得的示例資訊和影像。第7B圖顯示了眼睛的前部影像。第7C圖顯示了角膜影像。圖。第7D圖顯示了隱形眼鏡的配戴影像，以及第7E圖顯示了瞼板腺影像。第7B、7C、7D和7E圖可以，例如，分別用光學系統300a、300b、300c和300d獲得。

可互換光學系統300的另一個顯著優點是，各光學系統300a、300b、300c、300d等是完整的，通常不需要任何其他成像元件在各 組件可互換光學系統300a，300b、300c、300d等之間隔離或共享或來自地形測量器100。這允許執行超過一種成像功能。

第5圖顯示了用於使角膜剖面成像的先前技術的裝置的示意圖。該截面圖顯示了先前技術的剖面光學器件和各別的光路在導光體的外部，或者大部分在導光體的外部。

這與第8B圖所示的橫穿導光體102之剖面系統172和剖面光路206。

第8B圖顯示了由剖面光學照明源201發射的光的剖面光路206。光橫穿透明介質104到達安裝在導光體102的近端109上的相對點處的引導光學系統108和反射光學系統111。引導光學系統108包括反射鏡143，反射鏡143引導透射的光沿著反射鏡光學系統111中包括的反射鏡143和棱鏡143之間之剖面光路206之一部分通過角膜剖面110。

反射光學系統111反射來自已橫穿角膜剖面110的引導光學系統108的引導光，並將其引導通過導光體102回到剖面成像系統112並到達一個或多個擷取系統113上。

由引導光學系統108擷取的至少一部分的光入射在與圓錐體100的遠端110相鄰的反射光學系統111上。剖面影像206包括關於受試者之眼190與參照點的距離的資訊。距離資訊與包括在角膜影像中的資訊一起使用，以獲得角膜曲率資訊。藉由測量剖面影像205的剖面輪廓137，並比較其頂點位置138相對於剖面影像205上的參照位置，而得出距離資訊。

如第2B圖所示，剖面成像系統112還包括一個或多個聚焦透鏡135，以將眼睛106的剖面平面聚焦到至少一個成像感測器116上。剖面成像系統112可以設計成校正通過導光體102的光路長度。

也如第2B圖所示，剖面成像系統112進一步包括濾光器254，其僅或實質上僅透射來自剖面光學照明光源201的紅外光。

用於眼睛剖面成像的光傳播的導光體102上的表面實質上垂直於光傳播方向向量134。也就是說，引導光學系統和反射光學系統實質上以直角反射光，並且兩個傳播方向向量都以直角與中央通道的軸線相交。

可能期望向中央形貌系統105提供額外的光。第6圖顯示了地形測量器100的橫截面的示意圖，其顯示了外部照明器207相對於導光體的相對位置。

外部照明器207在導光體102的平面之外，從而在位置上與位於與導光體102處於同一平面的中央或內部照明陣列155以及形地形測量照明源和剖面成像照明源201區分開。

如第6和9圖所示，外部照明器207包括提供額外照明的光源208，如圖1和2所示。在所示具體例中，光源208包括LED。

轉向第10圖、11A和11B圖，地形測量器100可以進一步包括鞏膜測量裝置400。鞏膜測量裝置400包括一個或多個鞏膜投影系統401，各投影系統401包括鞏膜投影光源406和鞏膜參照物402。

鞏膜參照物402包括至少一個光闌415，其包括一個或多個光圈415a。一個或多個光圈415a設置在鞏膜光圈圖案405和視需要地角 膜光圈圖案414中。當在眼睛106或至少一個成像感測器116上成像時，鞏膜光圈圖案405可成像為一個或多個鞏膜定位物418，角膜光圈圖案414可成像為角膜散射影像419。在第11A圖中，角膜散射影像419橫跨角膜，因此測量在體積散射器中通過眼睛進行的。

一個或多個鞏膜投影系統401還包括鞏膜投影成像系統403，該系統被示為包括一個或多個透鏡。

在第10圖所示的具體例中，一個或多個鞏膜投影系統401包括兩個對稱設置的鞏膜投影系統401，在地形測量器100的每一側安裝一者。對稱安裝的鞏膜投影系統401可以包括安裝在地形測量器100的任一側的鞏膜投影系統401。在一個具體例中，鞏膜投影系統401設置在導光體102的任一側或兩側，即，對稱安裝的左鞏膜投影系統401和對稱安裝的右鞏膜投影系統401。這允許光圈圖案405、414投影到該眼睛表面的不同部分上。

由鞏膜投影光源406照射的鞏膜光圈圖案405可在鞏膜投影成像系統403上和該眼睛表面的該鞏膜部分上成像。由投影光源406照射的角膜光圈圖案414也可以在投影成像系統403和角膜107上成像。

鞏膜測量裝置400進一步包括一個或多個鞏膜配準參照物投影器404，投影器404包括鞏膜參照光源408和鞏膜配準參照物407。鞏膜配準參照物407可以包括配準參照物導光件409，其可視需要地以兩個或更多個同心環的形式提供，並且可以包括第二普拉西多式盤。來自鞏膜參照光源408並橫跨鞏膜配準參照物407的光可以從該眼睛表面反射，並通過成像系統123在一個或多個影像擷取系統113上成像。

來自鞏膜參照光源408的光橫跨鞏膜配準參照物407，並從該眼睛表面反射以形成鞏膜影像410，鞏膜影像410經數位處理以獲得角膜高度資訊和鞏膜位置並且包括鞏膜高度資訊。熟悉角膜地形測量的讀者理解，眼睛106的高度資訊和曲率資訊是成對的(conjugate)，並且包含相同的資訊。可以藉由應用公知的數學手段，而將鞏膜高度資訊和鞏膜曲率資訊從一者換算為另一者。

經處理之鞏膜影像410可用於將來自地形測量器100的角膜高度資訊與鞏膜高度資訊合併成新的鞏膜地形測量圖。該組合可以包括影像配準。配準可以利用鞏膜定位物418；角膜散射影像419；以及鞏膜配準參考影像420。

配準膜片423包括兩個或更多個相鄰的配準光圈423a，來自鞏膜參照光源408的光可橫跨配準光圈423a傳播並設置在角膜107上。在所示的具體例中，兩個或更多個相鄰的配準光圈423a包括一個、兩個或多個相鄰的透明圓點的各別組合(Set)。在其他具體例中，相鄰的配準光圈423a包括與中央通道124的軸線同心的一組或兩組或更多組相鄰的透明和不透明的交替環，從而形成第二普拉多西式盤416。如第13圖所示，兩個或更多個相鄰的配準光圈423a包括三個透明的圓環。在又一個具體例中，圓環可以用作參照膜片，並且可以與交替的圓環418一起使用。

在眼睛表面上投影的鞏膜光圈圖案405和配準膜片423可以在同一影像上一起成像到一個或多個擷取系統113上。從該配準膜片423的此兩個相鄰的環或點，可以得到反射眼表面的曲率和高度資訊。

鞏膜測量設備400可以進一步應用演算法，以藉由比較鞏膜影像410的眼睛參照軸與角膜影像204的眼睛參照軸，而提高鞏膜高度資訊的準確性。該參考軸可以包含眼睛106相對於中央通道124或眼睛106與中央通道122之間的的旋轉資訊。

在一個具體例中，導光體和地形測量照明源可以形成角膜參照物。在較佳具體例中，角膜參照物包括由導光體和地形測量照明源投影的用於角尖的角膜參照物以及用於額外的角膜參照資訊的角膜光圈圖案。

有利地，可以在鞏膜影像410和角膜影像204兩者中擷取瞳孔413，其中擷取的瞳孔資訊可以提供該眼睛參照軸的資訊。另外或替代地，可以使用其他唯一可識別的鞏膜特徵來合併所述角膜和鞏膜高度資訊。

此外，可以測量眼睛106相對於中央通道124的所述軸線的瞳孔中心位置，以提供用於組合所述角膜和鞏膜高度資訊的參考數據。

利用鞏膜測量裝置400作為地形測量器100的一部分允許鞏膜數據與角膜地形圖數據組合。有利地，這不依賴於散射影像，而是使用角膜的反射。另外，可以測量兩隻眼睛的相對瞳孔位置，以提供用於影像配準的參照數據。

本發明的一個優點是，由於照明不再位於導光體102的外部，因此可以減小近端113的直徑。這允許角膜表面148更靠近導光體102，並因此分析更大的角膜部分。

本發明的另一個優點是照明不再引起影響光分佈的陰影。本發明還大大減少了照明所需的部件數量和製造複雜性。

在本說明書中，術語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或類似術語旨在表示非排他性包括，使得包括一系列元件的裝置不僅僅包括那些元件，而是可以包括其他未列出的元件。

在整個說明書中，目的是描述本發明，而不將本發明限制於任何一個具體例或特徵的特定集合。相關領域的技術人員可以認知到來自特定具體例的變型，但其仍將落入本發明的範疇內。

100:地形測量器、導光件

101:圓錐體、導光件

103:參照物

117:下巴托板

118:前額托板

119:調節臂

120:底盤

121:殼體

122:主體托板

167:定位器

168:操縱桿

169:基本元件

170:印刷電路板

Claims (31)

1. 一種用於眼科地形測量器之導光件，該導光件包括：

   導光體，其具有參照物；

   地形測量照明源，其照明該導光體和該參照物，其中，經照明之導光體引導光以照明該眼睛；

   引導光學系統，其容納在該導光體之近端中，以引導自該導光體之光橫跨該角膜剖面；以及

   反射光學系統，其容納在該導光體之該近端中，以反射來自已通過該導光體橫穿該角膜剖面之該引導光學系統之光。
2. 如請求項1所述之導光體，其中，該經照明之導光體還引導該參照物到該眼睛表面上。
3. 一種眼科地形測量器，包括：

   導光體，其具有參照物；

   地形測量照明源，其對照明該導光體和該參照物，其中，該經照明之導光體將引導光以照明該眼睛；以及

   成像系統，其使通過該導光體中之中央通道投影到該眼睛表面上之該參照物成像。
4. 一種眼科地形測量器，包括：

   導光體，其具有參照物；

   地形測量照明源，其照明該導光體和該參照物，其中，經照明之導光體引導光以照明該眼睛；

   成像系統，其使通過該導光體中之中央通道投影到該眼睛表面上之該參照物成像；

   引導光學系統，其容納在該導光體之近端中，將引導來自該導光體之光橫跨該角膜剖面；以及

   反射光學系統，其容納在該導光體之該近端中，以反射來自已通過該導光體橫穿該角膜剖面之該引導光學系統之光。
5. 如請求項1至4中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，該反射光學系統反射以用於擷取在該至少一個成像感測器上的光。
6. 一種用於眼科地形測量器之導光件，該導光件包括：

   導光件，其包括參照物，其中該導光件引導光朝向該參照物。
7. 如請求項6所述之導光件，進一步包括地形測量照明源，該地形測量照明源照明該導光件和該參照物，其中，經照明之導光件引導光以照明該眼睛。
8. 如請求項1至7中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，該導光件進一步包括實質上對稱的形狀及/或在近端處具有剖面輪廓。
9. 如請求項1至8中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，該引導光學系統之至少一部分的和該反射光學系統之至少一部分設置在該導光件之相對側。
10. 如請求項2至9中任一項所述之眼科地形測量器，進一步包括一個或多個擷取系統。
11. 如請求項1至10中任一項眼科地形測量器，進一步包括：

    一個或多個光學系統，其用於使該眼睛成像。
12. 如請求項11所述之眼科地形測量器，其中，當該一個或多個光學系統包括兩個或多個光學系統時，該地形測量器可進一步包括定位物，以用於在該光路中選擇性地定位該兩個或更多個光學系統中包括的各該光學系統。
13. 如請求項1至12中任一項所述之眼科地形測量器，其中，該地形測量器包括照明陣列，該照明陣列包括該地形測量照明源和剖面光學照明源。
14. 如請求項1至13中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，該導光件包括光學介質，該光學介質用於光傳播之透射係數與空氣所具者不同。
15. 如請求項1至14中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，取決由該照明陣列發射之光，照射該導光件成選擇性顏色。
16. 如請求項1至15中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，剖面光路之一部分包括在該導光件中。
17. 如請求項1至16中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，來自該地形測量照明源之光沿著兩個或更多個光路通過該導光件。
18. 如請求項1至17中任一項所述之導光件或眼科地形測量器，其中，該地形測量器進一步包括鞏膜測量裝置。
19. 如請求項18所述之眼科地形測量器，進一步包括一個或多個鞏膜投影系統。
20. 如請求項19所述之眼科地形測量器，其中，各該一個或多個鞏膜投影系統中包括鞏膜投影光源和鞏膜參照物。
21. 如請求項20所述之眼科地形測量器，其中，各鞏膜參照物包括至少一個光闌，該光闌包括一個或多個光圈。
22. 如請求項21所述之眼科地形測量器，其中，當在該眼睛或該至少一個成像感測器上成像時，該鞏膜光圈圖案可以成像為一個或多個鞏膜定位物，並且該角膜光圈圖案可以成像為角膜散射影像。
23. 如請求項18至22中任一項所述之眼科地形測量器，其中，該一個或多個鞏膜投影系統對稱地安裝在該地形測量器上。
24. 如請求項23所述之眼科地形測量器，其中，該對稱安裝之鞏膜投影系統包括安裝在該地形測量器之任一側上之鞏膜投影系統。
25. 如請求項18至24中任一項所述之眼科地形測量器，其中，該鞏膜測量裝置進一步包括一個或多個鞏膜配準參照物投影器。
26. 如請求項18至25中任一項所述之眼科地形測量器，其中，來自該鞏膜參照光源之橫跨該鞏膜配準參照物且從該眼睛表面反射之光形成鞏膜圖像。
27. 如請求項26所述之眼科地形測量器，其中，該鞏膜影像經數位處理以獲得角膜高度資訊和鞏膜位置，並且包括鞏膜高度資訊。
28. 如請求項27所述之眼科地形測量器，其中，經處理之鞏膜影像用於與來自該地形測量器之角膜高度資訊與該鞏膜高度資訊合併成新的鞏膜地形測量圖。
29. 如請求項28所述之眼科地形測量器，其中，該組合包括影像配準。
30. 一種確定眼科地形測量之方法，包括：

    照明包括參照物之導光件，以將參照物投影到該角膜之前表面上，其中，經照明之導光件投影光以用於照明該角膜；

    使用容納在該導光體之近端中之引導光學系統，而將來自該導光體之光橫跨該角膜剖面；

    通過在該導光體之該近端容納之反射光學系統，反射來自已通過該導光體橫穿該角膜剖面之光；

    擷取在該導光體外部之至少一個成像感測器上之反射光；以及

    擷取通過該導光體中之中央通道投影到該角膜表面上之該參照物，以確定角膜地形測量圖。
31. 如請求項30所述之方法，進一步包括：

    使由一個或多個投影透鏡系統投影到該眼睛表面上之光圈圖案成像，其中，該光圈圖案投影至少一個鞏膜參照物和至少一個角膜參照物；以及

    合併該鞏膜高度資訊與該確定之角膜高度資訊。

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