TW202211862A - 測量折射的裝置和方法 - Google Patents

Abstract

在一個實施例中，使用多個共軛平面來創建多個光瞳平面和多個像平面。這些光學平面解決了多個問題，並在系統中帶來了顯著的增強性能。在公開的實施例的一個實施中，測量通道基於反向夏克-哈特曼原理。通過引入中繼系統（例如4-f透鏡系統），可以使狹縫平面與測量的系統光瞳平面共軛（與先前的實施不同，在先前的實施中，狹縫放置在遠離光瞳平面的地方，因為它不可直接接近）。創建虛擬光瞳平面允許更精確地放置平面，而不需要與被測光學系統接觸。

Description

測量折射的裝置和方法

本發明是一種測量的裝置和方法，特別是一種測量折射的裝置和方法。

已知的相關技術未能預見或公開本發明的原理。

在相關技術中，基於反向夏克-哈特曼方法的折射測量具有一些顯著的缺點。測量通常需要通過被測光學系統進行多次主觀對準操作。測量要求視場（FoV）很小，以實現所需的精度和光學對準。在被測量的光學系統是人眼的情況下，由於測量本質上是主觀的，並且呈現的圖案沒有任何深度參考，因此由於調節效應，測量預計會被眼睛的光焦度的變化所污染。本質上，測量不能區分眼睛的固有屈光狀態和測量的屈光狀態，所述測量的屈光狀態由增加調節偏移的固有狀態組成。這些測量中的調節不能被控制，因為測量是單目的，並且由於呈現給每只眼睛的圖像不同，導致物件的立體差異。在設備為雙目鏡的情況下，由於設備的視場限制，無法提供適當的刺激。

在有些相關的領域，系統的小視場也降低了系統集成其他視覺測試性能的能力，例如視力或視場測試。目前可用的測量系統僅由兩個光路組成，用於測量，並使用色度或擋板分離，不允許出現超過測量模式的情況。

在先前提出的實施方式[PVT3 CIP專利申請]中，設備中不同通道對準所需的公差非常嚴格，並導致可製造性問題。就折射測量的精度而言，這種未對準的影響是顯著的。這是由於實施的不對稱性質導致的。

因此，本領域對本發明的需求由來已久。

視覺可以說是最重要的感官。人眼及其與人腦的直接聯繫是一個極其先進的光學系統。來自環境的光穿過由角膜、瞳孔和晶狀體組成的眼睛光學系統，並聚焦在視網膜上形成圖像。與所有光學系統一樣，通過眼睛光學系統的光傳播會受到像差的影響。眼睛最常見的像差形式是散焦(defocus)和散光(astigmatism)。這些低階像差是最常見的屈光性眼病近視（近視）和遠視（遠視）的原因。高階像差也存在，可以用澤尼克多項式(Zernike polynomials)最方便地描述。這些通常對視覺功能的影響較低。眼睛和人體其他任何器官一樣，都可能患上各種疾病和存在紊亂，當今最突出的疾病有：白內障、年齡相關性黃斑變性（AMD）、青光眼、糖尿病視網膜病變、乾眼症。其他與眼睛疾病相關的情況，也應在本申請的範圍內考慮。

眼科測量對眼睛健康和正常視力至關重要。這些眼科測量可以分為客觀和主觀兩種類型。客觀類型測量給出了生理、物理（例如機械的或光學的）、生物的或功能的，而不需要來自被測個體（患者、受試者、用戶或消費者）的輸入。客觀測試的例子包括但不限於光學相干斷層掃描（OCT，用於對眼睛的三維和橫截面成像）、掃描鐳射檢眼鏡（SLO，用於視網膜的光譜成像）、眼底圖像（用於呈現視網膜的圖像）、自動折射儀（用於屈光測量）、角膜曲率計（用於提供角膜的輪廓）、眼壓計（用於測量IOP-眼內壓）。主觀測量給出了與個人輸入相關的度量。也就是說，它們提供的參數也考慮了個人的大腦功能、感知和認知能力。主觀測試的例子包括但不限於視力測試、對比敏感度測試、綜合屈光檢查、色覺測試、視野測試以及EyeQue PVT和洞察力檢查。

如今，客觀和主觀的眼睛檢查（測量）都是由眼科醫生或驗光師完成的。該過程通常涉及患者需要安排預約、等待預約、前往預約地點（例如辦公室或診所）、排隊等候、使用各種工具執行多個測試，並可能在不同的技術人員和不同的眼科醫生之間移動。預約和在預約地點排隊的漫長等待時間，以及與不同專業人員一起進行測試的麻煩和這些測試的持續時間對許多患者來說似乎令人生畏。此外，與該過程相關聯的服從力（shear effort），甚至記住開始該過程的要求，可能會阻止患者完成該過程。

此外，目前約有25億人根本無法獲得眼睛和視力護理。眼科檢查的費用可以認為是相當高的，尤其是在世界上的某些地方。例如，這給第三世界國家提供眼部護理帶來了障礙。成本、時間消耗和感知的麻煩也使得重複的眼睛檢查有時/令人望而卻步，尤其是在期望的頻率下。在特殊情況下（例如，屈光手術或白內障手術後，需要重複測量以跟蹤患者狀態隨時間的進展和手術的成功），可能需要更頻繁的眼部檢查。此外，即使在正常情況下，在醫生辦公室的測量也只代表一個時間點。進行測量的情況可能不是最佳的，或者不能完全代表患者的特徵。患者可能已經疲憊、緊張或焦慮（去看醫生本身可能壓力很大，但也可能在一個又一個測試中進行，並被提出問題和選項來提高患者的壓力水準）或者只是心情不好。甚至醫生自己的精神狀態也可能影響測量的方式。除此之外，一天中的時間和其他環境條件（無論是直接的例如照明條件或間接的例如溫度）也會影響測量並提供不完整或錯誤的資訊。

互聯網上資訊（特別包括醫療資訊）的提供、人們對預防醫學認識的提高以及遠端醫療的出現使得許多人掌握自己的健康。用於篩查、監測和跟蹤醫療狀況的設備在當今世界非常普遍，例如血壓測量設備和血糖監測器。技術進步使得人們在診斷、預防和跟蹤各種健康狀況方面更加獨立。此外，許多人更喜歡在舒適的家中進行這些活動，而不需要預約或進行其他耗時的活動。如果出現異常情況，人們會打電話或發電子郵件給醫生諮詢適當的行動方案。

技術的進步有效地使帶有螢幕和攝像頭的電腦以筆記型電腦、平板電腦和智慧手機的形式無處不在。因此，使許多人能夠擁有已經能夠計算、顯示和記錄資訊的設備。

所有這些都帶來了對一系列設備的需求，這些設備將使使用者能夠在家中自己及時且經濟高效地進行眼科測量。應該清楚的是，這些測量的品質及其準確度和精度應該達到或超過當今測量方法的標準。

通過使用基於雲的資料和分析，可以進一步增強這一願景，從而實現對患者檢查、測試和測量的整個歷史的完整訪問。此外，人工智慧（AI）的使用將使基於機器學習和大資料的診斷成為可能。作為人工智慧能力的一些例子，這可以通過資料採擷、神經網路決策以及模式檢測和識別來實現。

綜上所述，在不久的將來，眼部護理的願景將是：為消費者和醫生提供完整的眼部和視力護理解決方案；遠端、自我管理的疾病和功能測試系列；測量由技術和設備實現，AI用於分析、跟蹤和報告。通過大資料相關性和洞察力得到增強。

簡單來說，舉個例子：一個人舒適地坐在家裡的沙發上，使用設備進行各種測量，將資料上傳到AI用於分析。AI會讓這個人知道結果並通知醫生。在必要的情況下，AI將啟動對個人和醫生的警報。除非出現嚴重問題（即手術），否則用戶無需動身。所有其他問題將遠端處理（例如與醫生進行電子郵件/電話/視訊會議，訂購眼鏡並送貨上門，直接交付醫生處方藥物）。

儘管“直接面向消費者”的方法很明顯，但是這些方法可以很容易地在更像企業的模型中實現。這種實現的一個例子將具有分級結構，其中諸如醫院、協會或醫療保險公司的實體為醫生提供向他們的患者提供這種設備和能力的能力。這些設備都通過使用者帳戶連接到雲，測量結果直接流入用戶帳戶（可能還有他們的醫療記錄）。這些帳戶可以附屬於一名或多名醫生，也可以轉移和共用。

相關應用的交叉引用： 本發明是下述專利申請的部分延續申請或延續申請，並要求下述專利申請的權益和優先權日期：2021年4月6日提交的17/223.944專利申請，是2020年3月4日提交的16/809,482專利申請的部分延續申請；2020年3月4日提交的16/809,482專利申請是16/276,302專利申請的部分延續申請，16/276,302專利申請的授權號為10,588,507，其是2017年4月19日提交的15/491,577專利申請的部分延續申請；15/491,577專利申請的授權號為10,206,566，其要求2016年10月17日提交的分案62/409,276的優先權。本發明要求2020年7月16日提交的美國申請63052644的權益和優先權。優先權專利申請和專利的內容在此引入作為參考，如同在此全部重述。上述專利申請和專利在本文有時稱為“相關申請”。

版權和商標聲明：

本申請包括受或可能受版權和/或商標保護的材料。版權和商標所有人不反對任何專利公開的傳真複製，因為它出現在專利和商標局的檔或記錄中，但保留所有版權和商標權利。

本發明總體上涉及折射測量系統。更具體地，本發明涉及使用反向夏克-哈特曼（Shack-Hartmann）對光學系統進行折射測量的裝置和方法。光學系統的折射測量通常通過昂貴的設備來完成，例如用於科學和工業系統的自動折射計或干涉儀，或者如果光學系統是人眼，則通過驗光師的眼睛檢查來完成。驗光師進行的屈光測量通常包括自動屈光測量和綜合屈光檢查。導致自動折光儀缺乏測量所需的精度的原因有多種，例如測量雜訊和人的感知輸入。綜合屈光檢查並不是真正的屈光測量，因為它是一種完全主觀的檢查，以最佳矯正視力作為人的屈光的唯一標準。反向夏克-哈特曼折射測量是對光學系統折射的實際測量，同時考慮到參加測試人員的主觀感知輸入，從而給出兩全其美的結果。反向夏克-哈特曼原理在這些專利中具有詳細的描述[16/276,302；10,206,566;15/491,557;62776041]。作為參考，該方法包括通過多個光學元件和被測光學系統呈現多個圖案，並將這些多個圖案對準對應於被測系統的已知折射值的特定配置。該測量對於被測系統是主觀的，因為圖案對準特定於該特定系統並對應於其折射狀態。

本發明通過提供測量光學系統折射的方法和元件的非顯而易見和獨特的組合和配置，同時允許成像通道光學重疊，克服了相關技術中的不足。

本發明通過使用反向夏克-哈特曼折射測量設備克服了相關技術中的不足，所述設備例如在上述優先申請和專利中公開的設備，結合例如通過分束器光學組合的成像通道。

在本發明的實施例中，折射測量設備包括測量通道和成像通道。測量通道光學覆蓋在成像通道上，允許通過被測系統的單個圖像。在所提出的實施例的一個實施中，折射測量設備是單目的。在這種情況下，單個測量通道連接到單個成像通道，並且它們在光學上彼此重疊。在本發明的另一個實施方式中，測量是單目的，而設備是雙目的。在這種情況下，測量通道測量光學系統的一部分（例如人眼），而成像通道對準光學系統的另一部分（前面例子中的另一隻眼睛）。在人眼作為光學系統的情況下，這種實現依賴於來自兩隻眼睛的大腦中的視覺組合，以在大腦中創建沒有視差的單個相干圖像。

在本發明的實施例中，雙目設備用於測量人眼的折射。在該設備的實現中，使用單個測量通道，同時存在兩個成像通道，每只眼睛一個。測量通道可以通過鏡子指向每只眼睛。鏡子可以轉動、翻轉，或者兩個鏡子可以通過線性運動驅動（例如螺線管或馬達和導螺杆）。在本發明的替代實施方式中，每個成像通道也具有其自己的測量通道。這種實現克服了由於不同的瞳孔距離引起的光學變化的挑戰。

在本發明的實施例中，使用多個共軛平面來創建多個光瞳平面和多個像平面。這些光學平面解決了多個問題，並在系統中帶來了顯著的增強性能。在所提出的實施例的一個實現中，測量通道基於反向夏克-哈特曼原理。通過引入中繼系統（例如4-f透鏡系統），可以使狹縫平面與測量的系統光瞳平面共軛（不同於先前的實現，在先前的實施中，狹縫放置在遠離光瞳平面的地方，因為它不能被直接接近）。創建虛擬光瞳平面允許更精確地放置平面，而不需要與測量的光學系統接觸。此外，通過利用系統的全視場而不被遮蔽，它增加了測量通道的視場。使用共軛平面還可以提高光學性能，例如光斑尺寸。在所提出的實施例的另一個實施方式中，成像通道利用輔助的虛擬成像平面。該平面由放置在源螢幕前的非球面透鏡創建。該平面以適當的場曲率在螢幕上生成圖像的遠心對應物，以補償非傍軸光學像差。生成的虛擬點源平面將平面螢幕圖像轉移到人眼的彎曲視網膜或任何經近軸校正的光學系統上。在該實施例的又一個實施方式中，測量通道和成像通道光學地組合，並且可以使用與測量通道中的中繼透鏡的第二元件和成像通道中的到光瞳平面的傅立葉轉換元件相同的光學元件。

在本發明的替代實施例中，雙目設備可以用作虛擬實境設備或用於觀看電視、流式內容或玩遊戲的媒體觀看設備。該設備允許這些功能，即便存在潛在的屈光不正也不需要使用矯正鏡片。這是通過控制設備中成像通道的聚焦深度並適應預期折射誤差的全部範圍來實現的。

在本發明的實施例中，該設備是完整系統的一部分，該完整系統包括折射測量設備、運行使用者介面應用程式並與該設備通信的閘道設備、以及為該系統提供所需支援、存儲、報告和計算的後端系統。

在一個公開的過程中，使用者通過閘道應用程式登錄帳戶。使用者然後連接到折射測量設備。使用者在閘道應用程式上配置設備和所需的體驗。然後，閘道應用程式將資訊傳送給折射測量設備。然後，使用者在折射測量設備上執行測試。然後，折射測量設備與閘道和/或後端通信，以提供用於進一步分析的資訊和結果。

當結合附圖考慮以下詳細說明時，這些和其他目的和優點將變得顯而易見。

以下詳細描述針對本發明的某些特定實施例。然而，本發明可以由權利要求及其等同物定義和覆蓋的多種不同方式來實施。在本說明書中，參考了附圖，其中相同的部分始終用相同的數位表示。

除非本說明書或權利要求書中另有說明，否則說明書和權利要求書中使用的所有術語將具有本領域技術人員通常賦予這些術語的含義。

除非上下文明確要求，否則在整個說明書和權利要求書中，詞語“包括”、“包含”等應被解釋為包含性的，而不是排他性的或窮盡性的；也就是說，在“包括但不限於”的意義上。使用單數或複數的單詞也分別包括複數或單數。此外，當在本申請中使用時，詞語“在此”、“以上”、“以下”和類似含義的詞語指的是本申請的整體，而不是本申請的任何特定部分。

在本發明的實施例中，螢幕是通過至少兩個通道的圖像源。其中至少一個是測量通道，至少一個是成像通道。然後，通過使用光學組合器，通道在光學上彼此重疊。然後將組合的通道導向被測光學系統。圖4給出了所提出的實施例的示意圖。在本發明的一個實施方式中，測量通道包括反向夏克-哈特曼折射測量系統。在所提出的實施例的另一個實施中，被測光學系統是人眼，並且成像通道用於調節緩解。在又一個實施方式中，光學組合器例如是分束器、偏振分束器、光束組合器、波導或光纖組合器。

圖5示出了本發明實施例的建議示例，其中使用的設備是單目的。螢幕用於呈現圖像和圖案。例如，螢幕可以是智慧手機螢幕。測量通道由一個收集透鏡、兩個彩色透鏡和兩個狹縫組成，如[PVT和VC應用]中所述，其利用反向夏克-哈特曼折射測量方法。狹縫平面然後通過光學上傳遞到使用者的眼睛。在圖5中，使用的中繼光學器件示例顯示為4-f配置中的兩個透鏡。這種配置允許具有成像通道的公共光學元件以及改進的公差和穩健性(robustness)。可以考慮其他中繼佈置，例如，單透鏡中繼。成像通道由光圈、靠近螢幕的第一透鏡和靠近用戶眼睛的第二透鏡組成。光圈用於增加系統的焦深，允許各種屈光不正的人使用該設備。可以是非球面的第一透鏡用於收集來自螢幕的光，並創建包括畸變和像差的第二虛擬像平面，使得當該平面被第二透鏡和人眼光學器件成像到用戶的視網膜上時，這些消除了光學系統的像差和畸變，並且圖像清晰。這兩個通道在圖5中以分束器為例進行了組合。

圖6提出了本發明的另一個實施例，其中該設備是雙目的。通過向雙眼引入視差和圖像，這允許更好的深度感知。擁有深度感知允許調節控制。將測量通道固定在一隻眼睛上，可使器件堅固耐用，同時維持廉價的實現方式。需要一個機械裝置來測試雙眼。這種機械設計的一個例子是設備的對稱設計，允許用戶將其翻轉180°來測量另一隻眼睛。此外，應該在螢幕上呈現適當的圖案，以說明彩色透鏡的不同方向。

圖7和圖8給出了具有雙目形狀因數的單目測量系統的另一種實施方式。該實施呈現了一種設備，其中測量通道呈現給一隻眼睛，成像通道呈現給另一隻眼睛。這依賴於人的大腦來組合圖像，而不會由於缺乏外部參考而產生差異。圖7示出了應用於測量通道的中繼系統的實施，而圖8示出了沒有中繼系統的實施。主要區別在於可製造性和成本與性能之間的比較。

在本發明的又一個實施例中，圖9呈現了允許用戶測試雙眼的雙目設備。兩個成像通道共用一個測量通道。每只眼睛的測量可以與機械機構交替進行，例如翻轉鏡、平移時的多面鏡（電動或螺線管）。或者，可以實施光學系統，將圖像分發給兩隻眼睛，這具有同時測量兩隻眼睛而不是一次測量一隻眼睛的缺點。由於這種設計的性質，測量通道長度隨著用戶瞳孔距離（PD）的變化而變化。這導致測量通道在很大程度上依賴於瞳孔距離。可以執行校準過程，其中在測量通道中測量的光功率對照已知的光學系統進行測試，並且轉換公式也取決於瞳孔距離（PD）。

在本發明的又一個實施方式中，測量通道附接到雙目測量系統中的每個成像通道。由於不依賴於瞳孔距離，這種實施允許更穩健的系統。圖10給出了這種實施的一個例子。

圖11展示了螢幕上不同通道排列的示例。圖11A呈現了在單目設備實現中存在單個測量通道和單個成像通道的情況。圖11B表示雙目裝置的情況，測量通道附在一隻眼睛上。圖11C表示雙眼設備的情況，雙眼共用測量通道。圖11D表示雙目設備的情況，對於每只眼睛的每個成像通道都有專用的測量通道。

在本發明的實施例中，測量通道設計成測量光學系統的折射。測量通道基於反向夏克-哈特曼概念[PVT和VC專利]。在一個實施方式中，該測量系統包括收集透鏡（例如負透鏡）和非球面或另一個光學收集透鏡、用於色差分離測量圖案的兩個彩色透鏡（可以設想替代的分離方法，例如基於偏振的分離或具有擋板的空間分離）以及為光學測量系統產生光瞳平面的兩個狹縫。在圖12所示的實施例的建議實施方式中，在測量系統之前存在中繼系統。該中繼系統允許測量系統遠離被測光學系統。此外，構建中繼系統，使其將狹縫成像到被測光學系統的光瞳上。這允許增加視場（FoV），因為狹縫本身不模糊，這發生在狹縫位於光瞳平面和成像平面之間的中間平面的系統中。此外，中繼系統可用於校正測量系統中的未對準或像差，從而為系統提供更好的光學性能。在所提出的實施例的實現中，中繼系統可以具有放大率，並且可以被優化以增加測量解析度或者減小瞳孔上的狹縫尺寸，這可以允許更小的瞳孔尺寸或者允許更穩健的系統和更容易觀察到圖案。

在本發明的又一個實施例中，成像通道設計成允許使用者從螢幕或其他顯示裝置（例如智慧手機）觀看圖像、視頻或其他媒體。該系統包括第一透鏡，例如非球面透鏡，旨在創建第二虛像平面。虛像平面包括像差、畸變和場曲率，它們抵消了系統中第二透鏡存在的像差、畸變和場曲率，使得像平面（例如眼睛的視網膜）上的圖像是銳利的。這理想地通過將遠心形式的光學性能從螢幕調整到次虛像平面，然後調整到最終成像平面來實現。光學系統中的光圈允許調節光通量和聚焦深度。這允許各種屈光不正的使用者能夠清晰地觀看圖像或其他呈現的媒體。這樣的實現例如在圖13中描述。

這種類型的成像通道可以以雙目形式用於創建用於虛擬實境、增強現實或其他媒體呈現的觀看設備（例如視頻流、看電視或遊戲），而不需要使用矯正眼鏡。圖14展示了雙目系統的實施示例，其允許使用者在不需要折射校正的情況下觀看內容。

在本發明的建議實施例中，測量系統是完整使用者體驗環境的一部分。圖15展示了這種環境連接的示例實現。該環境由4個主要元素組成：測量設備、使用者介面設備、閘道設備和後端。圖15顯示了通過藍牙連接連接到使用者介面設備的測量設備。它還通過藍牙、USB或WiFi連接連接到閘道設備。後端通過WiFi連接連接到測量設備和閘道設備。使用者周邊設備可以是例如控制器、操縱杆、滑鼠、鍵盤-它允許使用者直接與測量設備交互，尤其是在進行測試時。優選地，用戶周邊設備允許盲交互，即不需要看到使用者周邊設備。閘道設備可以是智慧手機、平板電腦或電腦。閘道設備運行閘道應用程式。閘道設備和應用程式的目標是設置、調整和配置測量設備。它還支援測量資料的計算和使用者介面，並可作為資料到後端的通道。後端旨在存儲和匯總測量結果。它允許對結果、報告和統計進行高級分析。

在圖17所示的一個建議的過程中，使用者啟動閘道設備上的應用程式，登錄到他們的帳戶或他們控制的帳戶（例如企業、醫生、其他專業人員）。登錄資訊用於確定設備中測試的訪問和類型。閘道設備然後連接到測量設備。測量設備連接到使用者周邊設備。這可以通過作為初始使用者周邊設備的閘道設備或者在閘道設備的説明下完成。然後，使用者可以基於閘道應用程式中的給定選項來配置測試。例如，測量模式、成像格式和任何潛在的遊戲化選項。然後，閘道設備將所有資訊發送到測量設備。然後，測量設備基於給定的資訊進行調整和配置。例如，這些可能包括瞳孔距離調整、保存結果的使用者標識、測試過程中呈現的模式和圖像。然後，使用者使用使用者周邊設備在測量設備上進行測試。然後將結果存儲在測量設備上。使用者可以在閘道設備上查看他們的結果。閘道設備對結果進行分析，並以用戶熟悉的格式呈現給用戶。結果還會發送到後端進行進一步的分析和存儲。用戶可以與後端交互來查看這些高級分析。用戶還可以創建報告，並以更全面的方式分析結果。

本發明實施例的上述詳細描述並不旨在窮舉或將本發明限制於上述公開的精確形式。儘管本發明的具體實施例和例子是為了說明的目的而在上面描述的，但是各種等同的修改在本發明的範圍內是可能的，如相關領域的技術人員將認識到的。例如，雖然步驟以給定的順序呈現，但是替代實施例可以執行具有不同順序的步驟的常式。這裡提供的本發明的教導可以應用於其他系統，而不僅僅是這裡描述的系統。這裡描述的各種實施例可以被組合以提供進一步的實施例。根據詳細描述，可以對本發明進行這些和其他改變。

任何和所有上述參考文獻和美國專利和申請通過引用結合於此。如果需要，可以修改本發明的方面，以採用上述各種專利和申請的系統、功能和概念來提供本發明的又一個實施例。

公開的實施例可以包括以下項目。

1.一種用於校正光學系統中的誤差的系統，所述系統不需要光學系統的校正透鏡，所述系統包括： 成像通道； 測量通道。

2.根據1所述的系統，其中所述成像通道和測量通道共用公共光路。

3.根據1所述的系統，包括單目設備，並且其中所述測量通道包括收集透鏡、兩個彩色透鏡、兩個狹縫和與所述光學系統光學相關的狹縫平面。

4.根據3所述的系統，其中所述狹縫平面通過使用以4-f配置佈置的兩個透鏡而在光學上相關。

5.根據1所述的系統，其中所述成像通道包括光圈、設置在螢幕附近的第一透鏡和設置在光學系統附近的第二透鏡。

6.根據5所述的系統，其中所述光圈配置成調節所述成像通道的聚焦深度，允許具有折射誤差的光學系統使用所述系統。

7.根據5所述的系統，其中所述第一透鏡包括球面，所述第一透鏡收集來自螢幕的光，並且所述第一透鏡使用來自螢幕的所述光來創建包括畸變和像差的第二虛像平面，使得當所述第二虛像平面經由第二透鏡成像到光學系統上時，光學系統的像差和畸變被抵消，並且成像通道的圖像清晰。

8.根據1所述的系統，其中分束器組合成像通道和測量通道。

9.一種測量光學系統的光學特性的雙目系統，所述系統包括： 呈現給第一隻眼睛的測量通道；所述測量通道包括視窗、光圈、兩個濾色透鏡、第三透鏡和螢幕視圖； 呈現給第二隻眼睛的成像通道；所述成像通道包括視窗、第一透鏡、第二透鏡、光圈和螢幕視圖。

（圖12）10.一種測量光學系統折射的測量系統，該測量系統包括： 收集透鏡、兩個用於彩色分離測量圖案的彩色透鏡和兩個用於產生光學測量系統的光瞳平面的狹縫； 設置在測量系統前面的中繼光學系統。

11.根據10所述的測量系統，其中所述中繼系統將所述狹縫成像到所測量的光學系統的光瞳上。

（圖13）12.一種系統，包括允許使用者從螢幕觀看圖像的成像通道，所述系統包括： 第一透鏡，用於創建第二虛像平面； 第二透鏡，呈現像差、畸變和場曲率； 第二虛像平面，包括像差、畸變和場曲率，其抵消第二透鏡的像差、畸變和場曲率光圈，允許調節光通量和聚焦深度。

（圖14）13.一種系統，包括與測量通道（150）結合的圖像通道（100），所述系統（700）包括： 所述圖像通道包括：被測光學系統400，其具有視窗（250）、凸透鏡（240）、分束器（600）、非球面透鏡（260）和螢幕（500）； 測量通道從分束器開始，反射到凸透鏡、第一中繼透鏡、狹縫平面（225）、一對有色透鏡（220）、縮小透鏡和螢幕。

14.一種在光學系統（400）中發現誤差的方法，所述方法包括使用圖像通道（100）和測量通道（150）的組合； 其中圖像通道使用第二中繼透鏡、分束器、非球面透鏡、光圈和螢幕； 其中測量通道從分束器延續到第二光學中繼透鏡、狹縫平面、一對有色透鏡、解擴器和螢幕。

15.一種雙目形式的系統（圖15），用於為患有屈光不正的使用者創建觀看裝置，而不需要使用者佩戴矯正眼鏡，所述系統包括14中兩個光學通道中的元件，一個通道用於使用者的每只眼睛。

附圖中的附圖標記數位100:公開的成像通道概述 150:公開的測量通道 200:縮小透鏡 220:有色鏡片對 225:狹縫平面 230:透鏡，有時是第一中繼透鏡 240:凸透鏡，有時是中繼光學器件 250:窗口 260:非球面透鏡 270:光圈 400:被測光學系統 410:被測光學系統的光瞳 420:被測光學系統的像平面 500:螢幕 600:分束器 700:組合的成像通道和測量通道

圖1目前獲取眼鏡的流程；

圖2獲取眼鏡過程的建議示例；

圖3提議的企業模型示例；

圖4本發明的通道實施的一般概念；

圖5本發明的單目實施例；

圖6用雙目設備進行單目測量示例；

圖7帶中繼器的單目測量和單目成像示例；

圖8無中繼器的單目測量和單目成像示例；

圖9具有單個測量通道的雙目設備示例；

圖10帶專用測量通道的雙目設備示例；

圖11螢幕實現示例；

圖12建議的測量通道設計示例；

圖13建議的成像通道設計示例；

圖14建議的組合系統設計示例；

圖15增強現實/虛擬實境系統的光學設計；

圖16設備連接架構示例；

圖17設備使用的流程圖示例。

400:被測光學系統

500:螢幕

600:分束器

Claims (15)

1. 一種用於校正光學系統中的誤差的系統，該系統不需要光學系統的校正透鏡，該系統包括： a）一成像通道；以及 b）一測量通道。
2. 如請求項1所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中該成像通道和該測量通道共用公共光路。
3. 如請求項1所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中包括單目設備，並且其中該測量通道包括一收集透鏡、兩個彩色透鏡、兩個狹縫和狹縫平面，該狹縫平面與該光學系統光學相關並且包含在該單目設備內。
4. 如請求項3所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中該狹縫平面通過使用以4-f配置佈置的兩個透鏡而在光學上相關。
5. 如請求項1所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中該成像通道包括一光圈、設置在一螢幕附近的一第一透鏡和設置在光學系統內的一第二透鏡。
6. 如請求項5所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中該光圈配置成調節該成像通道的聚焦深度，允許具有折射誤差的光學系統使用該系統。
7. 如請求項5所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中，該第一透鏡包括一球面，該第一透鏡收集來自該螢幕的光，並且該第一透鏡使用來自該螢幕的光來創建包括畸變和像差的第二虛像平面，使得當該第二虛像平面經由該第二透鏡成像到該光學系統上時，消除該光學系統的像差和畸變，並且該成像通道的圖像處於聚焦。
8. 如請求項1所述之用於校正光學系統中的誤差的系統，其中分束器將該成像通道和該測量通道組合。
9. 一種測量光學系統的光學特性的雙目系統，該系統包括：a）呈現給第一隻眼睛的測量通道；該測量通道包括一視窗、一光圈、兩個濾色透鏡、一第三透鏡和一螢幕視圖；以及 b）呈現給第二隻眼睛的一成像通道；該成像通道包括一視窗、一第一透鏡、一第二透鏡、一光圈和該螢幕視圖。
10. 一種測量光學系統折射的測量系統，該測量系統包括： a）一收集透鏡、兩個用於彩色分離測量圖案的彩色透鏡和兩個用於產生光學測量系統的光瞳平面的狹縫；以及 b）設置在測量系統前面的中繼光學系統。
11. 如請求項10所述之測量光學系統折射的測量系統，其中 該中繼光學系統將該狹縫成像到被測光學系統的光瞳上。
12. 一種系統，包括允許使用者從一螢幕觀看圖像的成像通道，該系統包括： a）一第一透鏡，用於創建一第二虛像平面； b）一第二透鏡，呈現像差、畸變和場曲率； c）該第二虛像平面，包括像差、畸變和場曲率，其抵消該第二透鏡的像差、畸變和場曲率；以及 d）一光圈，允許調節光通量和聚焦深度。
13. 一種系統，包括與測量通道（150）結合的圖像通道（100），系統（700）包括： a）該圖像通道包括：被測光學系統400，其具有一視窗（250）、一凸透鏡（240）、一分束器（600）、一非球面透鏡（260）和一螢幕（500）；以及 b）一測量通道從該分束器開始，反射到該凸透鏡、一第一中繼透鏡、一狹縫平面（225）、一有色透鏡對（220）、一縮小透鏡和該螢幕。
14. 一種在光學系統（400）中發現誤差的方法，該方法包括使用一圖像通道（100）和一測量通道（150）的組合； a）其中該圖像通道使用一第二中繼透鏡、一分束器、一非球面透鏡、一光圈和一螢幕；以及 b）其中該測量通道從分束器延續到一第二光學中繼透鏡、一狹縫平面、一有色透鏡對、一縮小透鏡和一螢幕。
15. 一種雙目形式的系統，用於為患有屈光不正的使用者創建觀看裝置，而不需要使用者佩戴矯正眼鏡，該系統包括權利要求14中兩個光學通道中的元件，一個通道用於使用者的每只眼睛。

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