TWI404520B - 測定繞射透鏡之方法 - Google Patents

Description

測定繞射透鏡之方法 相關申請案

本案要請求2007年7月31日申請之No.60/952,913美國臨時專利申請案的優先權，其名稱為“測定繞射透鏡之方法”，內容併此附送。

發明領域

本發明概有關於繞射眼科透鏡，以及一測定一繞射透鏡之光學性質的方法。

發明背景

繞射透鏡典型係利用繞射“區域”，它們會打散一具有不連續性的光波前。該等區域邊界之間的側向分離，及在該等區域邊界處的光相位延遲等，會縮合在一起以一受控方式來重導該光。該光波前本身典型在剛通過一繞射透鏡之後是不連續的，不像一傳統光學顯像系統的情況，其中的波前典型是平緩且連續的。

一傳統的單焦顯像系統之光波前能被用來決定該系統所造成之影像的光學性質。該波前可被用來計算點散佈函數，調制轉換函數，或種種其它的影像品質測量值。一種可被用來測量一傳統透鏡之波前的方法係為一Shack－Hartmann系統，其中該波前會照亮一陣列的小透鏡等。穿過各小透鏡的光會達到一焦點，而若該局部波前是傾斜的，則該聚焦的光點會以一距離側向地移位，該距離 代表該小透鏡之區域上的透鏡局部斜面。所有該等小透鏡的波前斜面會被以此方式來被測出，而該等斜面會組合來造成該波前。此方法曾被使用於許多領域，且其目前在眼科學中已變得十分普遍，而能被用來測量人類眼睛的波前品質。

當一小透鏡組陣列被用來測量一繞射透鏡時將會產生問題，因為該方法只能測量局部的波前斜面，而不能測量區域的光不連續性，其係為繞射透鏡之一特徵，一類似的限制會存在於菲耳(Fresnel)透鏡中，其係為一種單焦透鏡，其中該透鏡的實體體積會藉沿軸向移轉該透鏡表面而減少。該等移轉可在任意位置，且其能針對一Fresnel透鏡而具有任意的光相位延遲。該透鏡在任何位置的表面斜坡係類似於該原始透鏡的表面斜坡，但相位不連續性已被引生，其會影響光學性質。

繞射透鏡之一特定的眼科用途係作為一人工水晶體。人工水晶體(“IOLs”)通常會在白內障手術時被植入病人的眼睛內來補償喪失的光學能力，其係在天然的水晶體被移除時所造成者。所謂的“人工水晶體”及其縮寫IOL於此係可互換地用來描述被植入一眼睛內部的透鏡，其可用以取代天然的水晶體，或者用以增進視力而不論該天然的水晶體是否有被移除。它們會提供一種光學能力用以修正該天然眼睛之一折射誤差。許多不同類型的人工水晶體已既存來供處理各種的情況以對一病人提供經修正的視覺。

繞射透鏡能將光同時繞射於數個方向，亦典型被稱為 繞射級。在多焦人工水晶體中，二繞射級能被用來對一病人提供兩種光學能力：一為遠距視覺，另一為近距視覺。該等繞射式人工水晶體典型係被設計成具有一“附加”能力，其會提供該遠距焦點與該近距焦點之間的分離。以此方式，則一繞射IOL能對一病人提供遍及一物距範圍的視覺。

當一繞射IOL被植入一眼睛內時，其會以上述方式影響該波前，而使用一小透鏡陣列的測量會被該波前中的間斷不連續所影響。

發明概要

一種方法係可適用於繞射透鏡來補償該等光學效果，其係由於波長並不平緩且連續如同一傳統的單焦透鏡情況，及個別區域的局部斜面，和在繞射階部的間斷等影響光點位置等所造成者。

某些實施例揭述一種用以測量一繞射鏡之光學性質的系統和方法。在某些實施例中，一種用以測量一繞射透鏡之光學性質的方法可測量具有複曲或非球面部分的繞射透鏡。該方法可包括取樣一繞射透鏡之波前的某些區域。一繞射透鏡的波前具有不連續性，則該波前之一樣本可能不會好得足以測出真正的波前。例如，在眼科學中，取樣大致上包括傾向跨越區域邊界的粗略取樣。粗略取樣可能需要一些修正或轉換。

某些實施例揭述一種用以測量一IOL之光學性質的方法。於此所揭的某些實施例可提供一種用以測量一繞射透 鏡之光學性質的方法，包含令光通過該繞射透鏡並射在一小透鏡陣列上，依據被該小透鏡陣列大致聚焦並被一感測器檢測的光來測量該繞射透鏡之一或多個性質，及調整所測得的結果來補償該測量系統中之該透鏡的繞射分量的預期光學性質。在某些實施例中，各小透鏡會接收該光的一部份，且該繞射透鏡具有一區域邊界會涵蓋一小透鏡的至少一部份。在某些實施例中，一方法更包含比較被各小透鏡聚焦之光點的位置與一完全準直的光前之光點位置，而來判定該光點的側向移動。在某些實施例中，該繞射結構的影響會利用通過各小透鏡之波前的Fourier轉換來算出被該繞射結構所造成的相位延遲。在某些實施例中，該繞射結構的影響係藉比較一繞射透鏡與一單焦同等透鏡的測量值而被判斷來決定該修正。在某些實施例中，一方法更包含辨認被辨識的模糊或雙重光點，並調整該小透鏡的局部斜面來代表該單焦的同等透鏡。一模糊或雙重光點的存在表示該透鏡表面之一繞射部份的存在。在某些實施例中，該比較該繞射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期性質的步驟乃包含決定一單焦的同等透鏡。在某些實施例中，決定一單焦同等透鏡包含比較理論性計算值和實驗的測量值。在某些實施例中，決定一單焦同等透鏡包含比較理論性計算值和臨床測量值。在某些實施例中，一方法更包含交叉檢核二或更多的理論計算值、實驗測量值和臨床測量值等。在某些實施例中，一方法更包含分析該波前的一部份。在某些實施例中，該比較該繞 射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期性質的步驟乃包含依據該透鏡設計來估計該數據的理論上畸變，及補償該理論畸變的估計。在某些實施例中，比較該繞射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期性質的步驟乃包含算出會涵蓋一小透鏡之大約的透鏡區域來估計一雙重光點的量值。

於此所揭之某些實施例可提供一種用以測量一繞射透鏡之光學性質的方法，包含令光通過該繞射透鏡，其中該繞射透鏡具有一區域邊界涵蓋至少一小透鏡的一部份，利用一為測量一透鏡之光學性質所設計的系統，而依據由該透鏡離開的光來測量該繞射透鏡之一或多個性質，計算該繞射透鏡之一或多個性質來決定該繞射透鏡之一或多個預期性質，比較該繞射透鏡之被決定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個理論計算值，計算被用來測量一透鏡的該等性質之該系統的一或多個性質，測量被用來測量一繞射透鏡的該等性質之該系統的一或多個性質，依據該繞射透鏡之一或多個預期性質與該用以測量一透鏡之性質的系統之一或多個性質的比較結果，而來修正該繞射透鏡之一或多個性質。在某些實施例中，測量該繞射透鏡之一或多個性質的步驟乃包含測量一繞射透鏡的球面像差。

用以測量繞射透鏡的方法實施例可被應用於Fresnel透鏡，單焦和多焦繞射透鏡，及其它的區域透鏡譬如區域折射多焦IOLs。區域折射透鏡在一區域邊界可不具有光相位的不連續性，且主要可具有該波前斜面的變化。

所述實施例之其它的目的和優點等，當配合以下說明及所附圖式來考量時將可更佳地體會和瞭解。

圖式簡單說明

本揭露及其優點之一更完全的瞭解將可配合所附圖式參閱以下描述而來獲得，在各圖式中相同的標號概指相同的特徵細構，且其中：第1和2圖示出模型眼睛實施例的示意圖；第3圖示出一系統實施例的示意圖，其可被用來測量繞射人工水晶體的光學性質；第4圖示出一LADARWave螢幕之例，其會描示出在一具有一小量散焦之模型眼睛內為一透鏡所測得的Zernike值；第5圖示出一Zemax模型眼睛具有一透鏡使用PMMA角膜的螢幕畫面；第6圖示出一透鏡實施例之一繞射表面廓形的實施例，其可具有繞射區域和連續區域等；第7A和7B圖示出光點陣列之例，其可藉光通過具有繞射表面的透鏡而來形成；第8圖示出一由第7A或7B圖之陣列輸出的雙重光點之一代表圖。 第9圖示出一由第7A或7B圖之陣列輸出的模糊光點之一代表圖；第10圖示出一雙點與一單點之光強度的比較圖表；第11圖示出針對不同光瞳直徑所作之實驗和臨床的Zernike球面像差數據(W40)之比較圖表； 第12圖示出一透鏡的Zernike球面像差(W40)之實驗和臨床值的比較圖表；第13圖示出模型眼睛測量值與具有不同光瞳直徑的繞射透鏡之計算值相較的圖表；第14圖示出一繞射透鏡實施例之一波前的略圖；第15A、B、C圖示出實驗影像光點的畫面，其可被用來交叉檢核測量方法；及第16圖示出一光點陣列之一象限的計算之螢幕畫面。

雖本揭露係可易於致生各種不同的修正和變化形式，但其特定的實施例會在圖中被舉例示出且被詳細描述。惟請瞭解該等圖式和對其的詳細揭述並非欲將本揭露限制於所揭的特定形式，而是相反地，其乃意圖涵蓋所有落諸於如申請專利範圍所界定之本揭露的精神與範圍內的全部修正、等效物和變化例。

較佳實施例之詳細說明

本發明之用以測量繞射透鏡的系統和方法，及其各種特徵和優點細節等會被參照詳述於以下說明中的非限制性實施例來更完整地說明。十分習知的初始材料、製造技術、構件和設備之描述會被省略，以免不必要地模糊本發明。然而，專業人士應可瞭解，該等詳細描述和特定例子，雖揭露出本發明的較佳實施例，但僅係藉舉例說明地提供而非要作為限制。在以下發明概念之範圍內的各種替代、修正和添加等，將可為精習於該技術者在閱讀本揭露之後所 容易得知。專業人士亦可瞭解所揭的圖式並不一定作比例繪出。

於此所述之用語“包含”，“包含有”，“包括”，“包括有”，“有”，“具有”或其之任何其它變化用語，乃意圖用以涵蓋一非排它性的範圍。例如，一製程、製法、物品或裝置而包含一系列的元件素者，並不一定僅限於該等元素，其亦可包括未被列示或本有於該等製程、製法、物品或裝置中的其它元素。又，除非有明白地相反陳述，否則“或”係指一種“含括性的或”而非一種“排它性的或”。例如，一條件A或B係可被以下之任一者滿足：A為真(或存在)且B非真(或不存在)，A非真(或不存在)且B為真(或存在)，及A和B皆為真(或存在)。

此外，所提供之任何舉例或例示皆不可被以任何形式視為所被使用之任何詞語的界限、限制、或限定之意。相反地，該等舉例或例示應被視為針對一特定實施例的描述，且僅為舉例說明。精習於該技術者應可瞭解任何在該等舉例中所用的詞語將會含括某些其它實施例，它們可能有或沒有被示出於本說明書中，而該等實施例全皆欲予包含在該等用語的範圍內。一般表示該等非限制性舉例和例示的用語包括，但不限於：“舉例而言”，“譬如”，“例如”，“在一實施例中”。

各種實施例係被示於圖式中，相同的編號會被用來標示該各圖中之相同和對應的部件。

於此所揭的某些實施例係提供用以測量繞射透鏡之 光學性質的系統和方法。一繞射透鏡在繞射區域之間會有區域邊界，且亦可具有非繞射區域。在某些實施例中，一波前測量可被用來評估通過一透鏡表面的光學性質，且該等光學性質能被用來評估光學性能或辨識影像品質變異的明確原因。

一具有繞射區域的透鏡可被置設在一用以測量透鏡之光學性質的系統中。一光源可被導向該透鏡，且該光亦可通過一延遲透鏡，若其有包含時。該結果可被與通過一具有非繞射表面之透鏡的投射光相比較，而來判斷該繞射分量的效果。精習於該技術者應會瞭解此等技術可同樣地應用於多種其它用途，譬如由一病人之視網膜反射的光被作為用於該眼睛之波前測量的光源。

於此所揭的某些實施例提供用以測量繞射透鏡之光學性質的方法。在某些實施例中，一Hartmann－Shack系統可被用來測量一透鏡的光學性質。對使用一Hartmann－Shack系統來測量繞射透鏡的問題之一解決方案係可依據該透鏡設計來估計數據的理論性畸變，然後在該系統軟體中提供補償。在某些實施例中，一雙重光點的畸變方向可由該雙重光點本身來被決定。因該波前中的偏離方向係在該雙重光點的方向。在某些實施例中，一雙重光點的畸變量值可包括計算出大致的透鏡區域其係會涵蓋該陣列區域中之一小透鏡者。

一用以測量一繞射透鏡之光學性質的系統之一實施例可提供來自一繞射透鏡的影像光點。來自一透明透鏡的光 點強度與一繞射透鏡之光點強度的比較能被用來測量光學性質。計算一雙重光點的畸變之一方法實施例可包括以一由被算出的光點強度分佈所決定的因數來換算該繞射透鏡之光點的側向位移。

在某些實施例中，一種測量繞射透鏡的方法可包括計算在各小透鏡之較亮光點移轉的結果，並沿各模糊或污濁光點的直線來對該數據施以一修正。

在某些實施例中，測量可在一實驗室中使用一模型眼睛來進行。在某些實施例中，測量可在臨床來被進行。在某些實施例中，測量可在一病人的真實眼睛上來被進行。

一多焦繞射IOL之例係為德州Fort Worth,之Alcon Laboratories,Inc.,所製造的ReSTOR切趾繞射透鏡。此透鏡具有一中央切趾繞射區，其係被一沒有繞射區域的區帶所包圍。精習該技術者應會瞭解，其它的單焦和多焦繞射透鏡，包括IOL，皆可被使用於此所揭的實施例來測量。

第1和2圖示出模型眼睛的實施例示意圖。在某些實施例中，一模型眼睛可被用來模擬在一病人眼內使用一繞射透鏡。該模型眼睛可模擬一具有一凸平透鏡的角膜，因其可由具有正確像差水準的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)來精確地製成，如第1圖中所示。該凸平角膜的平表面可作為該濕胞室的前窗，其內可被置設受測的透鏡。該透鏡的軸向位置可被設成模仿平均人類眼睛的光學排列。在某些實施例中，一凹凸PMMA角膜亦可被用於一模型眼睛中，如第2圖所示。

測量一透鏡的實施例可包括製造一實體的模型眼睛來模擬一人類眼睛。在某些實施例中，供使用於一模型眼睛中的角膜透鏡係可在一具有非球面設計的鑽石旋轉車床上來被製成，俾賦予一球面像差的Zernike係數，其會匹配一典型的人類眼睛。在某些實施例中，通過一眼睛角膜之6mm進入光瞳的Zernike rms球面像差可約為0.285μm。該角膜透鏡係可依據一平均的病人角膜。該凸平角膜透鏡可具有一11.445mm的半徑及一2.0mm的厚度。此角膜的錐形常數可為0.5188。針對一6mm光瞳(在水中)之角膜的該Zernike球面像差之設計值乃可為0.285μm。

在某些實施例中，一模型眼睛可被設計及製造成使其能被以一眼科波前測量系統，例如LADARWave系統來測量。在某些實施例中，繞射透鏡32的位置可藉進行該模型眼睛之理論性光線描跡來計算所需的實體位置而被決定。

第3圖示出一系統實施例的示意圖，其可被用來測量繞射透鏡的光學性質。在某些實施例中，光源30可為一LED。在某些實施例中，光源30可藉反射視網膜上之一光點而來形成。在某些實施例中，來自點光源30的光可被眼內透鏡(或IOL)32調直。在某些實施例中，一透鏡32可被置設在一病人眼內，且由視網膜上之一光點反射的光可通過該透鏡32，在該眼睛處來測量與透鏡32相關連的波前乃是較佳的。然而，靠近該透鏡32來定位置設一檢測器可能會有問題。在某些實施例中，系統100可包含一延遲系統(未示出)俾能檢測與透鏡32相關連的波前。

在某些實施例中，通過眼內透鏡32的光可通過小透鏡38的陣列37。一與透鏡32相關連的波前之一部份可進入該陣列37中的每一個小透鏡38。該陣列37中的每個小透鏡38可將進入小透鏡38的該部份波前聚焦在一感測器板36上成一光點。

在某些實施例中，該小透鏡38和感測器可為一Hartmann－Shack波前感測器的一部份。在某些實施例中，該等小透鏡38之陣列37的局部斜面會被決定，並被用來藉比較被各小透鏡聚焦之光點的位置與一完全準直的波前之光點位置以決定該光點的側向移動，而來重建該波前。此表示一小透鏡在沒有繞射階部時的透鏡局部斜面。當有一繞射階部存在時，該光點的添加位移會針對該透鏡設計和測量設備來被決定，且此會被用來修正該局部波前斜面，以使其代表底下的單焦透鏡。該波前的任何斜傾或其它偏差乃可被看出為由一完全平坦波的焦點之一變化。在某些實施例中，該局部波前的斜傾可被看出為該聚焦光點之一側向位移或移轉。其它可見的差異乃可視為該等小透鏡陣列中的其它變異。

用以測量一光波前的波前測量系統通常期待一波前是平緩且連續的。該波前之斜面的任何起伏可能未被記錄，其可能會導致該平均斜度值的誤差。

兩種普通的重建方法能被用來重建一波前。Zernike適配法可包括將小透鏡38之陣列37的局部斜度填配於一組Zernike多項式中。在某些實施例中，若僅有少數的Zernike 項會被使用，則較高等級的波前偏差乃可被略除。第4圖示出一舉例的LADARWave螢幕畫面，其中針對一在一模型眼睛中而具有一小量散焦的透鏡所測出的Zernike值係被示出。LADARWave系統是由德州Fort Worth,的Alcon Laboratories公司所製造。在某些實施例中，一透鏡的測量可依據具有一W40 Zernike球面像差的透鏡。熟習該技術者應會瞭解，其它的像差，例如彗形像差和三葉形像差亦可被估測。於第4圖之在一模型眼睛中所測得的單焦IOL之例中，其球面像差值係為0.23μm。

球面像差係較不敏感於透鏡偏軸和透鏡斜傾，而其它的Zernike像差值可能會較敏感於透鏡的定位。在某些情況下，該模型眼睛或該透鏡的位置之小小的變化可能會使該等Zernike項造成很大的量分配，因為它們代表一個別化波前的最佳適配。

光學描跡軟體可被用來計算各種光瞳直徑之眼內透鏡32的Zernike球面像差。例如，Zemax其係為Washington,Bellevue的Zemax Development Corporation之一產品，乃可被使用。在某些實施例中，該Zernike球面像差可在一實驗室中使用一模型眼睛來被測出。第5圖示出一含有一IOL的模型眼睛。

第6圖示出一透鏡32實施例之一繞射表面廓形之一實施例，其具有切趾的繞射區域21等及一外折射區20。熟習該技術者應會瞭解其它的繞射廓形亦有可能。在某些情況下。例如一廓形如第6圖所示的透鏡32可造成一呈光點陣列 形式的輸出。在某些實施例中，一具有區域20之透鏡的估測可造成一光點陣列，其係類似於由一單焦透鏡所造成的光點。但是，具有該等繞射區之不同曲率及在該等區域邊界有間斷的透鏡32可能造成一光點陣列，其包含雙重光點、模糊光點或由於繞射區或區域邊界所生成的其它變異。如第6圖中所示，該透鏡32斜面與一球面的偏差(μm)可能會相對於徑向位置(mm)而改變。當該波前傳送至該等焦點時，具有較大階部的區域21可發送較多的能量至一近距焦點，而該非繞射區域20可發送較多能量至一遠距焦點。

第7A和7B圖示出光點陣列之例，其可藉令光通過具有繞射表面的眼內透鏡32而來形成。第7A圖示出一光點陣列的實施例，其係為光通過在一濕胞室中之透鏡32的結果。第7B圖示出一光點陣列的實施例，其係為光通過在一模型眼睛中之透鏡32的結果。在第7A和7B圖中，靠近該陣列中心部份缺少一光點，其可能係由於該透鏡32如何被置放在該測量設備上所造成者。於該等測量係在一病人眼中的透鏡32來進行的實施例中，該病人的頭可能被轉動，或其可能未直接注視光，或某些其它因素可能發生譬如透鏡32未在中心。

在某些實施例中，預期的透鏡32性質之計算可包括改變一測量系統測量該光點位置的方式。目前的Hartmann－Shack系統僅預期單一光點，而其軟體可能會拒絕任何伸長光點或一第二光點等細節。在某些實施例中，被使用一類似於第3圖所示系統之系統來測量的透鏡32可 造成一具有雙重光點的陣列。第8圖示出一由第7A或7B圖之陣列輸出的雙重光點之代表圖。一雙重光點可為光通過具有一繞射表面之透鏡32的結果。即使當該波前沒有斜傾時，在整個小透鏡38之不同位置的光之間的干涉亦會造成一雙重光點，且該等光點並未被形成於對應該波前斜傾的位置處。該雙重光點可被相較於來自一單焦透鏡的單一光點，如第9圖所示者。

在某些實施例中，一雙重光點的質心可被用來判定該光點的側向移動。在某些實施例中，在一雙重光點中的較亮光點可被用來判定該光點的側向移動。第10圖示出一雙光點與一單光點之光強度的比較圖表。在某些實施例中，一雙光點的光強度可造成一具有二波峰的光強度曲線。在某些實施例中，與一雙重光點相關連之該較大波峰的側向移動可被用來判定該光點的側向移動。在某些實施例中，一雙重光點的光強度可藉一代表該雙重光點之質心的單一光點來代表。在某些實施例中，與一雙重光點相關連之該質心的側向移動可被用來判定該光點的側向移動。如第10圖中所示，一雙重光點之質心的側向移動係可不同於該二光點中之較亮光點的側向移動。

在決定要依據該雙重光點所算出的質心或該二光點中之較亮光點而來測量該陣列上之一光點的側向移動之後，一“單焦同等物”乃可被算出。

該單焦同等透鏡係為一該繞射結構被去除的透鏡。其具有與底下透鏡之單焦波前相同的像差。例如，第6圖中的 繞射表面正常會造成一波前，其具有一類似於該繞射表面的外觀，且其將會導進而在一遠距焦點和一近距焦點造成二主要影像。該等影像由於通過該透鏡之繞射效率的差異而亦會具有一去趾化分量，且此亦會影響影像品質，雖其係以一比眼眼之像差的結果更為緩和的程度。該單焦同等透鏡將只會造成該遠距影像，而具有對應於該光學系統之整體像差的像差，但沒有去趾效果。

該小透鏡的顯像性質可使用在各小透鏡之光瞳函數的Fourier轉換計算值來模擬。

第11圖示出針對SA60AT和SN60WF單焦IOLs之不同光瞳直徑的實驗與臨床Zernike球面像差數據(W40)之比較圖表。該等數值之間係甚為相合，雖然真實病人眼睛的臨床數據亦包含可觀的添加像差，其並非單純的Zernike球面像差。

第12圖係將實驗和臨床數值加諸於第11圖。其係為由LADARWave所報告之作為該多焦sa60d3 ReSTOR眼內透鏡32的Zernike球面像差(W40)之值。其中示出小光瞳的球面像差具有負值，雖然此並非實際的情況。被該LADARWave系統所報告之明顯的球面像差能藉理論或實驗數據來補償。

在某些實施例中，一單焦同等物可針對透鏡32來被決定。在某些實施例中，該透鏡32的實驗值可被相較於理論計算值。在某些實施例中，一Zernike球面像差的理論計算值與LADARWave測量值可以就3mm至6mm範圍內的不同光瞳直徑來被相較。具有繞射表面之理論計算值或測量值 乃可被研判。第13圖示出具有3至6mm之不同光瞳直徑的模型眼睛測量值與SA60D3繞射透鏡之計算值相較的圖表。在某些實施例中，一Zernike球面像差的理論計算值與一LADARWave測量值乃可針對3至6mm之不同光瞳直徑來被相較。該理論計算值與測量值之間的差異能被用以調整該數據來反映該單焦同等值。

第14圖示出一概括一繞射透鏡32之測量值的波前略圖。如第14圖中所示，該波前可具有一基本曲線35。一繞射透鏡32的基本曲線35係可相同或大致相同於一單焦透鏡的基本曲線。第14圖更示出一小透鏡的大略尺寸，譬如前述有關第3圖之小透鏡38相對於波前的大小。在某些實施例中，該小透鏡38的尺寸可決定該波前之任何測量值的精確性。例如，第14圖中所示的小透鏡38可跨越該波前中之一個以上的階部。利用於此所揭的實施例，該繞射透鏡32之一或多種光學性質的測量值乃可被決定。

在某些實施例中，測量繞射式眼內透鏡32的光學性質可包括一或更多方法的交叉檢核。在某些實施例中，實驗的影像光點可被產生並與一譬如上述系統所產生的影像光點相比較。第15A、15B和15C圖示出實驗影像光點的螢幕畫面等，它們可被用來交叉檢核上述的測量方法。第15A、15B、15C圖示出一ReSTOR眼內透鏡32於一濕胞室中在透鏡32前方之一0.4mm直徑孔隙之不同位置的影像強度。在某些實施例中，實驗影像光點能被以一類似於LADARWave小透鏡38產生影像光點的方式來產生。

在某些實施例中，測量繞射透鏡32的光學性質可包括計算該波前的性質。第16圖示出一光點陣列之一象限的計算之一螢幕畫面，且此可針對其它象限來被重製。該等光點被算出的外觀能被用來判定在該小透鏡位置之波前的表觀斜傾，且一修正可被作成。

在某些實施例中，一調制轉換函數(MTF)可針對繞射透鏡32來被算出。在某些實施例中，計算一MTF或類似者乃可提供一繞射透鏡32之一光學性質的較佳測量值。該單焦同等透鏡的MTF能被用來評估該透鏡之整體像差的光學效果。

精習於該技術者應會瞭解於此所揭之用以測量繞射透鏡的方法亦能被應用於不同區域的透鏡。且，所揭的方法可應用於具有0繞射級的透鏡，但亦可應用於具有較高繞射級的透鏡。例如，測量透鏡的方法可包括測量高級數繞射透鏡。其可在7~10的範圍內而遍及可見的波長區域。

雖各實施例已在此被詳細說明，但請瞭解該等描述係僅為舉例而不應被釋為限制之意。因此，亦請瞭解該等實施例之細節的許多變化和添加的實施例等，將可為精習該技術之專業人士參閱本說明書後而容易得知，並可被實施。故乃預期所有該等變化和添加實施例等皆包含在以下所請求的範圍內。

20‧‧‧折射區

21‧‧‧切趾繞射區

30‧‧‧光源

32‧‧‧繞射透鏡

35‧‧‧基本曲線

36‧‧‧感測器

37‧‧‧小透鏡陣列

38‧‧‧小透鏡

100‧‧‧測量系統

第1和2圖示出模型眼睛實施例的示意圖；第3圖示出一系統實施例的示意圖，其可被用來測量繞射人工水晶體的光學性質； 第4圖示出一LADARWave螢幕之例，其會描示出在一具有一小量散焦之模型眼睛內為一透鏡所測得的Zernike值；第5圖示出一Zemax模型眼睛具有一透鏡使用PMMA角膜的螢幕畫面；第6圖示出一透鏡實施例之一繞射表面廓形的實施例，其可具有繞射區域和連續區域等；第7A和7B圖示出光點陣列之例，其可藉光通過具有繞射表面的透鏡而來形成；第8圖示出一由第7A或7B圖之陣列輸出的雙重光點之一代表圖。 第9圖示出一由第7A或7B圖之陣列輸出的模糊光點之一代表圖；第10圖示出一雙點與一單點之光強度的比較圖表；第11圖示出針對不同光瞳直徑所作之實驗和臨床的Zernike球面像差數據(W40)之比較圖表；第12圖示出一透鏡的Zernike球面像差(W40)之實驗和臨床值的比較圖表；第13圖示出模型眼睛測量值與具有不同光瞳直徑的繞射透鏡之計算值相較的圖表；第14圖示出一繞射透鏡實施例之一波前的略圖；第15A、B、C圖示出實驗影像光點的畫面，其可被用來交叉檢核測量方法；及第16圖示出一光點陣列之一象限的計算之螢幕畫面。

Claims (16)

1. 一種用以測量一繞射透鏡之光學性質的方法，包含：使光通過該繞射透鏡並照在一小透鏡的陣列上，其中各小透鏡會接收該光的一部份，且該繞射透鏡具有一區域邊界涵蓋一小透鏡的至少一部份；依據被該小透鏡陣列大致地聚焦並被一感測器檢測的光來測量該繞射透鏡之一或多個性質；調整該測量結果來補償該透鏡在該測量系統中之繞射分量的預期光學性質。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該繞射結構的效果係被利用通過各小透鏡之波前的Fourier轉換針對被該繞射結構造成的相位延遲來計算。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含比較被各小透鏡聚焦之一光點的位置與一完全準直的波前之光點位置，而來判定該光點的側向移動。
4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該繞射結構的效果係藉比較一繞射透鏡與一單焦同等透鏡的測量值來判定以決定該修正。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含：辨認模糊或雙重光點，其中一模糊或雙重光點的存在表示該透鏡表面之一繞射部份的存在；及調整該小透鏡的局部斜面來代表該單焦同等透鏡。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中比較該繞射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期 性質的步驟包含決定一單焦同等透鏡。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中決定一單焦同等透鏡包含比較理論計算值和實驗測量值。
8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中決定一單焦同等透鏡包含比較理論計算值和臨床測量值。
9. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含藉比較該等理論計算值、實驗測量值和臨床測量值之二或更多者來決定最佳調整值。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含分析該波前的一部份。
11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中比較該繞射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期性質的步驟乃包含：依據該透鏡設計來估計該數據的理論性畸變；及補償該理論性畸變的估計值。
12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中比較該繞射透鏡之被判定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個預期性質的步驟乃包含計算將會涵蓋一小透鏡的大略透鏡區域來估計一雙重光點的量值。
13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中一小透鏡具有一直徑小於被測量的繞射區域。
14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中一小透鏡具有一直徑大於被測量的繞射區域。
15. 一種用以測量一繞射透鏡之光學性質的方法，包含： 使光通過該繞射透鏡，其中該繞射透鏡具有一區域邊界涵蓋一小透鏡的至少一部份；使用一被設計用以測量一透鏡之光學性質的系統，依據由該透鏡離開的光來測量該繞射透鏡之一或多個性質；計算該繞射透鏡的一或多個性質來決定該繞射透鏡之一預期的一或多個性質；比較該繞射透鏡之被決定的一或多個性質與該繞射透鏡之一或多個理論計算值；計算用以測量一透鏡之該等性質的系統之一或多個性質；測量用以測量一繞射透鏡之該等性質的系統之一或多個性質；及依據該繞射透鏡之該一或多個預期的性質與該用以測量一透鏡之性質的系統之一或多個性質的比較結果來修正該繞射透鏡之一或多個性質的測量值。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中測量該繞射透鏡之一或多個性質包含測量一繞射透鏡的球面像差。