TW590757B - Defocus and astigmatism compensation in a wavefront aberration measurement system - Google Patents

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590757 A7 B7 五、發明說明（1) 發明範_ 本發明大體上關於光學儀器，更特定言之為關於一種 波前像差量測系統之失焦及散光補正的方法和裝置&本發 明特別適用（但非僅只適用）於眼科應用之失焦及散光補 正。 發明背景 人類肉眼是一種運用許多透鏡元件使呈現影像之光線 聚焦在眼睛内之視網膜上的光學系統。產生於視網膜上之 影像的銳利度為決定眼睛之視覺敏度的一個因子。然而， 透鏡内的瑕疯和眼睛内的其他組件和物質可能導致光線偏 離一期望路徑。此等偏差（稱為像差）導致影像模糊和視 覺敏度變差。因此，需要量測像差之方法和裝置以協助此 等問題之矯正。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一種摘測由眼睛引起之像差的方法涉及決定從眼内離 開之光線的像差。一進入眼内在視網膜上成為一點之光束 以一波前回向反射或散射離開眼睛，此波前含有由眼睛引 起之像差。藉由決定波前之離散部分（亦即取樣）的傳播 方向，得以決定並橋正由眼睛引起的像差。 一波前產生之概要圖示繪於圖1。圖1為一以一雷射 束12自一眼睛16之視網膜14反射之波前1〇的略圖。雷 射束12聚焦於視網膜14上一小斑點18。當作一漫反射器 之視網膜14反射雷射束12，得到點源波前1〇。在理想狀 態中，波前10可用一平面波前20代表。然而，由眼睛'16 引起變成波前10之像差離開眼睛16得到一不完美波前， 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 A7 B7 五、發明說明（2 ) 如畸變波前20A所示。波前10代表著造成失焦、散光、 球面像差、昏迷'及其他反常現象的像差。量測並矯正此 等像差讓眼睛16能幾近達成其全部潛力，亦即視覺解析 度的極限。 圖2為一用來量測如圖1所示之波前1〇的習知裝置 圖示。藉由量測像差，能夠製造矯正用透鏡且/或進行矯 正程序以改善視力。在圖2中，一雷射22產生雷射束12 由一波束分離器24導往眼睛16。雷射束12在眼睛16之 視網膜14上形成一斑點18。視網膜μ自斑點18反牀光 線以產生一在通過眼睛内之透鏡和其他組件和物質時 變成畸變的點源波前1〇。然後波前1〇通過一第一透鏡u 和一第二透鏡13讓波前ίο聚焦使波前w準直化。然後 波前10通過波束分離器24往一波前感測器26行進。然 後由一處理器27處理波前感測器26偵測到的資訊以決定 波則10之像差。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 龙圖3繪出波前1〇之聚焦產生一平坦波前以投射至波 前感剛器26上。若波前1〇含有發散光，建立波前1〇之 光線會持續發散至其不再包容於此系統内為止，從而喪失 可貝的波前10資訊。這對於一嚴重失焦之眼睛16而言特 別是個嚴重問題。在圖3中，含有發散光線之弧形波前 1〇A通過第一透鏡11而會聚於一交叉點15，然後通過第 一透鏡13。在交又點15發生於第二透鏡13之前一倍焦距 處的情況中，合成波前10B會是準直的（亦即平坦的）。 針對不同失焦程度，得將透鏡11和13相對移動以使g鏡 3之焦點配合交叉點15。不幸的是，對於失焦嚴重的眼

(210x297 公釐） 590757 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（3 ) 目月16來說，透鏡η和13可能必須相對移動一大段距 離’這在空間有限的情況中可能會有問題。此外，圖3之 失焦機構並未矯正其他眼睛像差，例如沿一轴線行進的光 比沿另一軸線行進的光更快會聚/發散的散光。由於透鏡 11和13均等地會聚或發散沿每一轴線行進的光，此種安 排並不能補償散光。 典型的波前感測器26包含一像差鏡（aberroscope) 28 (圖 4)或一 Hartman-Shack 小透鏡陣列 30 (圖 5)， 連同一成像元件32。像差鏡28和Hartman-Shack小透鏡 陣列30在有一波前通過時各自產生一系列斑點。成像元 件32含有一成像面34用來捕捉由像差鏡28或Hartman-Shack小透鏡陣列30產生之斑點。一般而言，成像元件 32為一電荷耦合元件（CCD)攝影機。 波前感測器26藉由讓波前10通過像差鏡28或 Hartman-Shack感測器30致使波前10在成像面34上產生 一系列斑點的方式對波前10取樣。成像面34上的每一斑 點代表波前10之一部分，以較小的部分讓像差能以較高 精度決定。藉由以波前10在成像面34上產生之斑點陣列 與一對應於一理想眼睛之波前的參考斑點陣列做比較，得 以估算出眼睛16所造成的像差。 一揭示於1999年7月2日申請並授證給Williams等 人，標題為 Method and Apparatus for Improving Vision and the Resolution of Retinal Images 之美國 專利第6,095,651號中之Hartman-Shack系統之一實例在 此以引用的方式併入本文中。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（〇 然而，在此等習知裝置中之像差解析度受到一像差鏡 感測器内之次孔隙間距36和次孔隙孔徑38 (參見圖4) 的限制，且受到一 Hartman-Shack感測器内之小透鏡次孔 隙間距40以及焦距（參見圖5 )的限制。此外，因過量失 焦或散光引起之大像差可能導致疊影現象（f〇id〇ver)。 疊影現象在成像面34上之二個或更多斑點42A、42B和 42C重疊之時（舉例來說）發生於一像差鏡感測器内，從 而導致相鄰次孔隙斑點間的混淆。同樣的，疊影現象在成 像面34上之二個或更多斑點44A、44B、44C和441)重疊. 之時發生於Hartman-Shack感測器32内。傳统糸餅母斗 為能配合某種程度的失焦和散光，然而此等=二 有重度散光及/或嚴重失焦之人的失焦和散光。 疊影現象可能是肇因於-太小的次孔隙間距36、次孔 隙孔徑38、或小透鏡尺寸40 ; 一高水準像差（例如嚴重 失焦及/或散光）；或以上條件之一組合。是以，像差鏡 感測器内之次孔隙間距36和次孔隙孔徑38 (圖4)以及 Hartman-Shack感測器内之小透鏡次孔隙間距4〇和焦距 (圖5)必須選擇為能達到良好的空間解析度同時能夠量 測大像差。因此，要量測一高水準像差之能力的代價是要 犧牲空間解析度及/或動態範圍，反之亦同。 由像差鏡和Hartman-Shack方案賦予的約束限制了此 等系統量測具有大範圍像差之波前（例如呈現 隹 散光之波前）的有效性。此等限制讓現有的光學系統料 全然達到其潛力。因此，能以高精度量測具有失焦及/或 散光之大範圍像差的眼用裝置和方法會板有用。 -6-

590757 A7 B7 Χ '發明說明（5 ) 發明概述 本發明提出一種用以補償一用於一量測眼睛像差之眼 用系統中之波前的失焦和散光的方法及裝置。藉由補償至 少一部分的失焦和散光，本發明之方法和裝置能夠以高精 度量測一波前内的大範圍像差。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一用來重:測眼睛像差且具有相隔一實體距離以使一 波刖聚焦之第一和第一光學透鏡的眼用系統中，本發明包 含一種以不改變該二透鏡間之實體距離的條件調整該二透 鏡間之光學距離的方法。本發明之方法包含使一波前依一 第一光學路徑通過一第一光學透鏡，使該波前自該第一光 學路徑反射至一第二光學路徑，使該波前反射至一第三光 學路徑，及使該波前通過一第二光學透鏡。此外，該方法 可包含使該波前在反射至該第三光學路徑之後通過該第二 光學透鏡之前反射至一第四光學路徑。該等反射作用讓該 第一與第二光學透鏡間之光學距離（因而連同失焦補正） 能在不改變該等透鏡間之實體距離的條件下改變。又，該 等反射作用讓某些分量之增量變化能導致該等透鏡間之光 學距離有較大的增量變化，從而容許在一較小實體區域内 進行一較大範圍的失焦補正。 本發明之另一方法包含使一波前通過一柱面透鏡總成 以自該波前去除散光。該方法包含使該波前通過一第一柱 面透鏡和一第二柱面透鏡，將該第一柱面透鏡和第二柱面 透鏡定向為使該柱面透鏡總成之一散光補正位置與該波>前 之等刀線位置成一直線’及將該第一和第二柱面透鏡相 -7- 本紙張尺&用t關家標準(CNS)A4規格（2i〇 x 297公釐) 590757 A7 B7 五、發明說明（6 ) 互相對地定向使該等柱面透鏡之散光補正光焦度調整為補 償該波前之散光。 本發明之一種以不改變一對透鏡間之實體距離的條件 改變一波前在該對透鏡間行進之光學距離的裝置包含：— 第一反射Is ’其定位為使自一第一透鏡接收沿一第一光學 路徑之該波前反射至一第二光學路徑；一第二反射器，其 定位為使該波前自該第二光學路徑反射至一第三光學路 徑，及一第二反射’其定位為使該波前自該第三光學路 徑反射至一，通過一第二光學透鏡之第四光學路徑。 本發明之一種散光補償裝置包含：一第一柱面透鏡， 其用來對一波前造成一第一柱面折射作用；一第二柱面透 鏡’其用來對該波前造成一第二柱面折射作用；及一支樓 件’其用來可旋轉地安裝該第一和第二柱面透鏡，該第一 和第一柱面透鏡可相對於該波前及相對於對方旋轉，從而 藉由調整該第一柱面透鏡及該第二柱面透鏡相對於該波前 及相對於對方之取向補償該波前之一散光。 圖式簡單說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1為一由一經眼睛視網膜反射之雷射束產生之波的 簡圖； 圖2為一用來量測眼睛引起之像差之習知裝置的簡 圖； 圖3為一習知失焦補正元件之局部簡圖； 圖4為一用於習知之像差量測裝置中之像差鏡系統的 簡圖； 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G X 297公爱) 590757 A7 B7 五、發明說明（7) 圖5為一用於習知之像差量測裝置中之Hartman-Shack小透鏡陣列系統的簡圖； 圖6為一依據本發明用以量測一波前内由一光學系統 引起之像差之裝置的簡圖； 圖7為一用於依據本發明之圖6裝置中用來自該一波 前去除一失焦分量之失焦補正元件的範例簡圖； 圖8A為一無散光波前的範例圖示； 圖8B為一散光波前的範例圖示； 圖9為一用於依據本發明之圖6裝置中用來自該一波 前去除一散光分量之散光補正元件的範例簡圖； 圖10A為一用於本發明之凹形柱面透鏡的透視圖；且 圖10B為一用於本發明之凸形柱面透鏡的透視圖。 發明詳細說明 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 圖6所示為一依據本發明用來量測一眼睛16之像差 之波前量測裝置1〇〇的較佳實施例。整體而言，一波束12 由一雷射22產生且由一波束分離器24導入眼睛16内。 波束12的直徑為小，藉此使雷射22與眼睛16間之光學 組件對波束12的影響減至最小。一波前1〇反射離開眼睛 往一波前感測器26行進以量測由眼睛16對波前10造成 的像差。 若波前10含有一較大失焦或散光，波前10之部分可 能不會到達波前感測器26或者可能跑到波前感測器26的 量測範圍以外。因此，讓波前1〇通過一新穎的失焦補^正 元件102且通過一新穎的散光補正元件1〇4以分別補償波 •9- 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格（21G X 297公釐） ' 590757 A7 B7 五 、發明說明（8 ) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 前10内之較大失焦和散光。 失焦補正元件102對波前10增添一失焦補正分量， 散光補正元件1〇4對波前1〇增添一散光補正分量α然後 由波前感測器26偵測經失焦和散光補正後之波前1〇内的 殘餘像差。然後處理器27以得自波前感測器26之資訊、 失焦補正元件102增添之失焦補正分量、及散光補正元件 104增添之散光補正分量為基礎判斷波前1〇之像差。 藉由在波前感測器26進行量測之前補償失焦和散 光’波前感測器26能構形為更精確地偵測殘餘像差。此 外，波前量測裝置100能夠偵測較大範圍的像差，因為原 先在波前感測器之範圍以外的失焦和散光像差經失焦補正 π件102和散光補正元件104補償使該等元件之補正分量 計入為波前10之像差判定的因子。 在本發明中，波束12和波前1〇之產生以及由處理器 2?判定波前10之像差皆為此技藝中所熟知。此外，熟習 此技藝者立即能明瞭要將失焦補正分量和散光補正分量計 入為波前10之像差判定的因子必須對處理器27進行的修 改。以下更詳細地說明本發明之失焦補正和散光補正。 失焦補正 圖7繪出一依據本發明之較佳失焦補正元件1〇2。失 焦補正元件102包含用來補償一波前（一有失焦之波前以 弧形波前10Α表示）之失焦並產生一失焦補正波前（以平 坦波前10Β表示）讓一波前感測器26 (圖6)量測之一第 一透鏡120和一第二透鏡122。失焦補正元件1〇2去除'該 波前所含之至少部分失焦使該波前内的殘餘失焦可由波前 i 訂

-10- 590757 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（9) ^ 感測器26量測。然後該波前感測器可構形為更精確地偵 測殘餘失焦。然後可由處理器27合併失焦補正元件1〇2 所補償之失焦量以及經波前感測器26判定之失焦以決定 由總失焦引起之眼睛16 (圖6)的像差。 失焦補正元件102之一第一透鏡12〇為_使波前1〇 (圖6)聚焦之球面透鏡。波前10沿一第一光學路徑 124A通過透鏡120。透鏡120將弧形波前1(u之發散光線 聚焦於一交叉點125。 一第一反射益126A使波刖10自第一光學路經124A 反射至一不同於第一光學路徑124A之第二光學路徑 124B。在較佳實施例中，第一反射器126A為一稜鏡126 之一表面。亦可使用其他反射器，例如一反射鏡。 一第二反射器128使波前10反射至一不同於第一光 學路徑124A及第二光學路徑124B之第三光學路徑124C。 第二反射器128最好是一回射器。在一回射器内，一在第 二光學路徑124B之入射波束（例如波前）會平行於自身 以相反的傳播方向（例如光學路徑124C)反射，不管波前 10相對於回射器之取向為何皆如此。該回射器可為三面直 角稜鏡（corner cube)或其他習知的回射器。一替代實 施例可能包含一帕羅反射器（porro reflector)或至少 二個反射表面。舉例來說，反射器128可包含一第一反射 表面128A (例如一反射鏡）使在第二光學路徑124B之波 前10沿一中間光學路徑往一第二反射表面128B (例如另 一反射鏡）反射。然後第二反射表面128B使沿該中^光 學路徑接收之波前沿第三光學路徑124C反射。在一較佳 -11-本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱） 590757 A7 B7 五、發明說明（10) 實施例中，第二光學路徑124B和第三光學路徑124C具有 大致相同的實體距離。 在圖示實施例中，第三反射器126B使波前自第三光 學路徑124C反射至一第四光學路徑124D。第一光學路徑 124A和第四光學路徑124D最好如圖所示大致共線。在此 實例中，第三反射器126B由構成第一反射器126A之棱鏡 126的另一表面構成。另一種選擇，反射器126A和反射器 126B無需為相同元件（例如稜鏡126)的表面，其可為獨 立的反射表面。 第二透鏡122沿第四光學路徑124D定位讓波前10通 過。若第二透鏡122之焦點與交叉點125相同，會產生一 失焦補正波前10B。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然並非較佳方式，本發明涵蓋第二透鏡122可沿第 三光學路徑124C定位。由於第二透鏡122會定位為直接 地接收沿第三光學路徑124C的波前，故可省略第三反射 器126B。此外，雖然並非較佳方式，本發明更涵蓋第一透 鏡120可沿第二光學路徑124B定位。由於第一透鏡120 會定位為容許波前沿著第二光學路徑124B通行，故可省 略第一反射器126A。 由以上明顯可知在第一透鏡120和第二透鏡122以一 實體距離相隔以使一波前10聚焦的同時，該二透鏡12〇 與122間之光學距離在不改變該二透鏡120與122間之實 體距離的條件下得到調整。此係藉由改變失焦補正元件 102内之反射器128與其他反射器126A和126B之間沿>著 第二和第三光學路徑124B和124C的距離而達成。藉由改 -12· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）" 590757 Α7 Β7 五、發明說明（11) 變反射器128與其他反射器126A和126B之間的距離，一 波前必須在該二透鏡120與122間經過的光學距離在不改 變透鏡120與122間之實體距離的條件下得到改變。此 外，由於反射器128之反射作用，反射器128與其他反射 器126A和126B間之距離之一增量變化對透鏡120與122 間之光學距離造成兩倍於該增量變化的變化。因反射器 128與第一反射器126A和第二反射器126B間之距離變化 所得到之兩倍增量變化的光學距離變化會對第二光學路徑 124B造成一增量變化且對第三光學路徑造成一增量變化。 如此許可在一有限區域内讓透鏡12〇，122有一較大的失焦 補正範圍。 反射器128最好可相對於失焦補正元件1〇2内之其他 組件（亦即反射器126A、反射器126B、透鏡120、及透鏡 122)移動以改變一些光學路徑的長度。在一替代實施例 中’第一反射器128保持靜止而失焦補正元件内的其他組 件移動以改變光學路徑長度。 散光補正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖8A繪出一由無散光眼睛產生的波前圖案。該等同 心圓顯示出眼睛沿每一軸線均等地會聚光線。一無散光眼 睛具有單一的全眼矯正光焦度（例如失焦），此得由一具 有單一失焦矯正光焦度的透鏡矯正。 圖8B緣出一由有散光之眼睛產生的波前圖案。該等 同心橢圓顯示出眼睛沿_軸線（例如X轴）較快地會聚光 線且沿另一轴線（例如γ軸）較慢地會聚光線。就一有散 光的眼睛來說，此眼本質上來說有兩個光焦度，以一散光 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格———--- 590757 A7 B7 五、發明說明（12) 光焦度表示此二光焦度間的差。為做說明，將此二光焦度 間的線條稱為等分線位置146。等分線位置146位在眼睛 之該二光焦度的中間。 圖9繪出一用來補償一波前1〇 (圖6)之散光的較佳 散光補正元件104。散光補正元件1〇4係用來將一散光波 前（以圖8B之同心橢圓表示）轉化成一具有均勻光焦度 的波前（以圖8A之同心圓表示）。散光補正元件1〇4包 含一柱面透鏡總成，該總成具有可旋轉地安裝在一支撐件 141上用來選擇性地對波前增添及去除曲率之一第一柱面 透鏡140A和一第二柱面透鏡140B。在圖示散光補正元件 104中，柱面透鏡u〇A,140B是分別由一第一旋轉馬達 142A及一第二旋轉馬達ΐ42β可旋轉地安裝在一支撐件 141上以使第一柱面透鏡ι4〇α和第二柱面透鏡ΐ4〇Β相對 於波前及相對於對方定向。藉由使柱面透鏡14〇Α，14〇Β相 對於波前10及相對於對方定向，得以自具有過大曲率之 區域去除曲率（例如沿具有過大曲率之軸線發散光線）且 對具有過小曲率之區域增添曲率（例如沿具有過小曲率之 轴線會聚光線）的方式補償波前10内的散光。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 散光補償元件104去除波前内之至少部分散光使該波 前内的殘餘散光可由波前感測器26量測。然後該波前感 測器可構形為更精確地偵測殘餘散光。然後可由處理器27 口併散光補正元件1〇4所補償之散光量以及經波前感測器 26判心之散光以決定由全部散光引起之眼睛μ (圖6)的 像差。 ， 在圖不實施例中，第一柱面透鏡140Α為一發散型柱

590757 A7 B7 五、發明說明（u ) 面透鏡。較佳來說，該發散型柱面透鏡為一平凹型柱面透 鏡（亦即一側為平坦且另一側為向内彎曲，參見圖 IOA) 。一平凹型柱面透鏡沿一弧形軸線（例如X’，·參見 圖10A)發散光線，藉此增添更多發散度，且不會影響沿 其他轴線（例如Y’ ’參見圖10A)的光線。第一柱面透鏡 140A係用來自波前1〇沿X軸線（舉例來說，參見圖8B) 彎曲更大的區域去除曲率。較佳來說，平凹型柱面透鏡之 平坦表面接收波前10且其弧面讓波前10通過。 在圖示實施例中，第二柱面透鏡140B為一平凸型柱 面透鏡（亦即一側為平坦且另一側為向外彎曲，參見圖 IOB) 。一平凸型柱面透鏡沿一軸線（例如X”，參見圖 10B)會聚光線，藉此增添更多會聚度，且不會影響沿其 他軸線（例如Y”，參見圖10B)的光線。平凸型柱面透鏡 使通過該透鏡之光線沿該弧形軸線會聚。第二柱面透鏡 140B係用來對波前10沿Y軸線（舉例來說，參見圖8B) 彎曲較小的區域增添曲率。較佳來說，平凸型柱面透鏡之 弧面接收波前10且其平坦表面讓波前10通過。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 旋轉馬達142A，142B分別可操作地伴隨著柱面透鏡 140A，140B以使其相應的柱面透鏡140A，140B以波前1〇之 一光學轴線144 (圖9)為中心轉動。適用於本發明之旋 轉馬達輕易即可取得，熟習此技藝者會明瞭一適當旋轉馬 達之選擇及其對一柱面透鏡140A和140B之連接。 藉由相對於波前10轉動柱面透鏡140A，140B ,散光補 正元件104之一散光補正位置得與該波前之等分線位>置 146 (圖8B)對準。該散光補正位置為第一柱面透鏡之平 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 A7 B7 發明說明（14) 坦軸線（例如γ’）與第二柱面透鏡之平坦軸線（例如 Υ”）間的中間位置。 , 散光補正光焦度係藉由柱面透鏡14〇Α，14〇Β之相互相 對轉動而設定。散光補正光焦度在柱面透鏡14〇Α，14〇β之 平坦軸線相互垂直時為最大，且其在柱面透鏡140Α，140Β 之平坦軸線相互平行時為最小。若柱面透鏡14〇Α，14〇Β具 有符號相反的相配光焦度，柱面透鏡14〇Α，14〇Β在該等柱 面透鏡之平坦軸線為平行時對波前10沒有影響。 在使用時’圖示實施例之散光補正元件104接收沿一 光學軸線144之波前10。波前10通過第一柱面透鏡140Α 和第二柱面透鏡14〇Β。初始時，柱面透鏡ΐ4〇Α，140Β之平 坦軸線藉助相應的旋轉馬達！42A，142B而與波前之等分線 位置146對準。該等平坦軸線相互對準藉此不對波前1〇 增添任何散光補正。然後馬達142A, 142B將柱面透鏡 140A，140B之平坦軸線以相反方向自等分線位置146轉動 相等的量以對波前10增添散光補正。散光補正位置和散 光補正光焦度皆會由波前補正元件100之處理器27計入 為波前10之像差判定的因子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 舉一說明用實例來說，若等分線位置146是在45度 (圖8B)，柱面透鏡140A，140B之平坦轴線（亦即圖10A 所示之平凹透鏡140A的Y’以及圖10B所示之平凸透鏡 140B的Y”）在一開始時會設定在45度，然後將第一枉面 透鏡140A轉成60度且將第二柱面透鏡140B轉成30度以 增添散光補正。為了在本實例中增添最大的散光補正’會

將第一柱面透鏡140A轉成90度且將第二柱面透鏡140B -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 59〇^57 at ___B7 月說明" 轉成〇度使第一柱面透鏡140A和第二柱面透鏡mob之平 坦神線相互垂直。 以上已就測量由一人眼引起之波前像差舉例說明本發 明。然而熟習此技藝者會輕易瞭解到本發明能用於測量由 其他光學系統（例如眼鏡片、望遠鏡、雙目鏡、單目鏡、 隱形眼鏡、非人類的眼睛、或以上系統之組合）造成之像 差。 以上以說明本發明之一些特定實施例，熟習此技藝者 會輕易瞭解到各式變化、修改、及改良。舉例來說，在替 代實施例中，第一柱面透鏡140A為一會聚透鏡且第二柱 面透鏡140B為一發散透鏡；平凹/平凸透鏡之平坦表面相 互面對；使用額外的透鏡以微調散光補正；透鏡首先相互 相對地定向然後相對於波前10定向；以及透鏡大致同時 相對於自身定向及相互相對地定向。此等明顯經由本說明 書做出之變化、修改及改良均視為本說明書未曾詳盡敘述 的一部分，且視為在本發明之精神和範圍之内。因此，以 上說明僅為實例而非限制，本發明僅受到如下文申請專利 範圍及其等效内容所定義的限制。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公楚） 590757 A7 B7 五、發明說明（I6 圖式之元件代號說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 代表符號 名稱 10 波前 . 10A 弧形波前 10B 合成波前 11 第一透鏡 12 雷射束 13 第二透鏡 14 視網膜 15 交叉點 16 眼睛 18 斑點 20 平面波前 20A 畸變波前 22 雷射 24 波束分離器 26 波前感測器 27 處理器 28 像差鏡 30 Hartman-Shack小透鏡陣列（感測器） 32 成像元件 34 成像面 36 次孔隙間距 38 次孔隙孔徑 40 小透鏡次孔隙孔徑 42A 斑點 42B 斑點 42C 斑點 44A 斑點 44B 斑點 44C 斑點 44D 斑點 100 波前量測裝置 > 102 失焦補正元件 -18· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 A7 B7 五、發明說明（17) 代表符號 名稱 104 散光補正元件 120 第一透鏡 122 第二透鏡 124A 第一光學路徑 124B 第二光學路徑 124C 第三光學路徑 124D 第四光學路徑 125 交叉點 126 稜鏡 126A 第一反射器 126B 第三反射器 128 第二反射器 128A 第一反射表面 128B 第二反射表面 140A 第一柱面透鏡 140B 第二柱面透鏡 141 支撐件 142A 第一旋轉馬達 142B 第二旋轉馬達 144 光學轴線 146 等分線位置 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 590757 A8 B8 ， C8 _D8_ 六、申請專利範圍 一------ n ， 第91108613號專利申請案 iA^ ROC Patent Appln. No. 91108613 ^ 夢劃線之中文申請專利範圍替換本-附件(一） Amended Claims in Chinese - EncL(D (民國92年8月»日送呈） (Submitted on August 2003 1. 一種在一用來量測眼睛像差且具有相隔一實體距離以 使一波前聚焦之第一光學透鏡和第二光學透鏡的眼用 系統中以不改變該二透鏡間之實體距離而調整該二透 鏡間之光學距離之方法，該方法包括： (a) 使該波前依一第一光學路徑通過該第一光學透 JhiL· · 鏡， (b) 使該波前自該第一光學路徑反射至一不同於該第 一光學路徑之第二光學路徑； (c) 使該波前反射至一不同於該第一和第二光學路徑 之第三光學路徑；及 (d) 使該波前通過該第二光學透鏡。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其更包括： (e) 使該波前反射至一第四光學路徑，此步驟是在步 驟(c)之後且在步驟(d)之前進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一光學路徑 與該第四光學路徑大致共線。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中步驟(b)和(e)是 由一單一反射器元件進行。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該單一反射器元 件為一稜鏡。 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 91163B接1 590757 A8 B8 C8

   經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中該第二和第三光 4*路瓜大致為相同的實體距離。 7.如中請專利範圍第μ之方法，其中步驟⑴和步 驟（C)是由一單一反射器元件進行。 8·如申請專利範圍第！項之方法，其中該第二和第三光 學路徑之實體距離為可調整的。 9·如申請專利範圍第7項之方法，其中該第二和第三光 學路徑之實體距離可藉由移動該單一反射器元件而調 整。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中該單一反射器元 件為一回射器。 11. -種在—用來量測眼睛像差且具有相隔一實體距離以 使一波前聚焦之第-光學透鏡和第二光學透鏡的眼用 系統中橋正散光之方法，其中該眼用系統另執行申請 專利範圍第2項之方法，該端正散光之方法包括： ⑴使該波前通過-具有第一和第二柱面透鏡之柱面 透鏡總成； (2) 將該柱面透鏡總成定向為使散光補正位置與該波 前之等分線位置成一直線；及 (3) 將該第一和第二柱面透鏡相對於對方定向以調整 該柱面透鏡總成之散光補正光焦度。 12·如申請專利範圍第u項之矯正散光之方法，其中步 驟（2)和步驟（3)為分開進行。 13. -種在-量測眼睛像差之眼用系統内自一波前去除散 -21-

   計 線

   590757 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 光的方法，該方法包括： (a) 使該波前通過一柱面透鏡總成，該總成包含一具 有一第一軸線之第一柱面透鏡及一具有一第二軸 線之第二柱面透鏡； (b) 將該第一柱面透鏡之第一軸線及該第二柱面透鏡 之第二轴線定向為使該柱面透鏡總成之一散光補 正位置與該波前之一等分線位置成一直線；及 (c) 將該第一和第二柱面透鏡相對於對方定向以調整 該柱面透鏡總成之散光補正光焦度。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中步驟（b)和 (c)為大致同時完成。 15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中步驟（b)和 (c)為分別完成。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中步驟（b)在步 驟（c)之前完成。 17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中步驟（c)在步 驟（b)之前完成。 18. —種在一用來量測眼睛像差且具有相隔一實體距離以 使一波前聚焦之第一光學透鏡和第二光學透鏡的眼用 系統内以不改變該二透鏡間之實體距離而調整該二透 鏡間之光學距離之裝置，該裝置包括： 一第一反射器，其定位為使自該第一透鏡接收沿一 第一光學路徑之該波前反射至一第二光學路徑，該第 二光學路徑不同於該第一光學路徑； -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 一第二反射器，其定位為使該波前自該第二光學路 徑反射至一第三光學路徑，該第三光學路徑不同於該 第一和第二光學路徑； 一第三反射器，其定位為使該波前自該第三光學路 徑反射至一通過該第二光學透鏡之第四光學路徑。 19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該第一光學路 徑與該第四光學路徑大致共線。 20. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中一單一反射器 元件包括至少該第一反射器及該第三反射器。 21. 如申請專利範圍第20項之裝置，其中該單一反射器 元件為一稜鏡。 22. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該第二反射器 包括一回射器。 23. 如申請專利範圍第22項之裝置，其中該回射器為三 面直角稜鏡。 24. 如申請專利範圍第19項之裝置，其中該第二和第三 光學路徑大致為相同的實體距離。 25. 如申請專利範圍第24項之裝置，其中該第二和第三 光學路徑之實體距離為可調整的。 26. 如申請專利範圍第25項之裝置，其中該第二和第三 光學路徑之實體距離可藉由移動該回射器而調整。 27. —種在一用來量測眼睛像差且具有相隔一實體距離以 使一波前聚焦之第一光學透鏡和第二光學透鏡的眼用 系統中矯正散光之裝置，其中該眼用系統另包含申請 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 專利範圍第18項之裝置，該矯正散光之裝置包括： 一第一柱面透鏡，其定位於該波前之路徑内用來對 該波前造成一第一柱面折射作用； 一第二柱面透鏡，其定位於該波前之路徑内用來對 該波前造成一第二柱面折射作用； 該第一和第二柱面透鏡安裝為可相對於該波前及相 對於對方旋轉；且 其中該矯正散光之裝置之散光補正是由該第一柱面 透鏡和該第二柱面透鏡相對於該波前及相對於對方的 取向決定。 28. 如申請專利範圍第27項之矯正散光之裝置，其更包 括： 一第一旋轉馬達，其可操作地耦接於該第一柱面透 鏡以將該第一柱面透鏡相對於該波前定向；及 一第二旋轉馬達，其可操作地耦接於該第二柱面透 鏡以將該第二柱面透鏡相對於該波前定向。 29. —種在一用來量測眼睛像差之眼用系統内矯正一波前 的散光之裝置，該裝置包括： 一第一柱面透鏡，其定位於該波前之路徑内用來對 該波前造成一第一柱面折射作用； 一第二柱面透鏡，其定位於該波前之路徑内用來對 該波前造成一第二柱面折射作用； 該第一和第二柱面透鏡安裝為可相對於該波前及相 對於對方旋轉；且 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 590757 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 _D8_ 六、申請專利範圍 其中該裝置之散光補正是由該第一柱面透鏡和該第 二柱面透鏡相對於該波前及相對於對方的取向決定。 30. 如申請專利範圍第29項之裝置，其更包括： 一第一旋轉馬達，其可操作地耦接於該第一柱面透 鏡以將該第一柱面透鏡相對於該波前定向；及 一第二旋轉馬達，其可操作地耦接於該第二柱面透 鏡以將該第二柱面透鏡相對於該波前定向。 31. 如申請專利範圍第30項之裝置，其中該第一柱面透 鏡和第二柱面透鏡相對於該波前一致定向使該裝置之 散光補正位置能受帶動為與該波前之等分線位置成一 直線。 32. 如申請專利範圍第30項之裝置，其中該第一柱面透 鏡和第二柱面透鏡相對於對方定向為使散光矯正量抵 銷該波前之散光。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）