[发明专利]用于操作实时大屈光度范围顺序波前传感器的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月7日提交的题为“Apparatus and Method for Operating a Real Time Large Diopter Range Sequential Wavefront Sensor(用于操作实时大屈光度范围顺序波前传感器的装置和方法)”的美国临时申请S/N.61/723,531的优先权。

发明领域

本发明的一个或多个实施例一般涉及用在视力矫正过程中的波前传感器。具体地，本发明涉及用于驱动、控制和处理实时顺序波前传感器以及与该波前传感器相关联的其它子组件的数据的电子器件和算法。

背景技术

人眼波前表征的常规波前传感器一般被设计成在室内照明调低或关闭的情况下获得患者眼睛波前的快照或许多快照。这些波前传感器一般使用CCD或CMOS图像传感器来捕捉波前数据并且需要使用相对复杂的数据处理算法来计算出波前像差。归因于CCD或CMOS图像传感器通常具有有限数量的灰阶并且不能以远高于1/f噪声范围的帧速率操作，因此这些波前传感器不能充分利用锁定检测方案来提供较高的信噪比。它们不能采用简单算法来迅速导出波前像差。作为结果，当这些波前传感器与眼科设备(诸如手术显微镜)集成时，它们通常不能提供准确的/可重复的实时波前像差测量，尤其是在显微镜的照明光打开的情况下。

[0013]本领域中需要不仅实现实时波前测量和显示而且解决包括上面已经提到的各种问题的装置和方法。

发明内容

一个或多个实施例满足本领域中的上述需求中的一个或多个。具体地，一个实施例是连同用于驱动、控制和处理实时顺序波前传感器的数据以实现各种功能的相关联的算法和软件一起的电子控制和驱动电路。

在一个实施例中，以“椭圆”或“圆加上直线”为形式的眼睛屈光误差(在球面和柱面屈光度值和柱面轴方面)的定性显示和/或所测得的眼睛屈光误差的定量数值显示被与实况眼睛图像并排显示和/或被叠加在实况眼睛图像的顶部上。“椭圆”的长轴或短轴的取向方向或者“直线”的取向方向可被用于指示所测得的柱面轴，诸如当眼睛为无晶状体时的角膜的陡峭的(steep)轴。

示例实施例是一种装置，包括：位置感测检测器，配置成输出一系列位置感测信号，其中每一个位置感测信号指示波前样本的质心与检测器上的参考点的偏离，其中波前样本为从被测者眼睛返回的入射波前的圆环形状的波前部分的样本；以及处理系统，耦合至所述位置感测检测器以接收所述一系列位置感测信号，其中所述处理系统被配置成：计算指示每个质心的偏离的一系列偏离坐标；计算所述一系列质心偏离坐标的中心点；将所述一系列偏离坐标与以中心点为中心的椭圆相关联，其中所述一系列质心偏离坐标被拟合至以U、V笛卡尔坐标表达的所述椭圆，其中所述椭圆具有幅度＝a的长轴和幅度＝b的短轴，其中所述椭圆的中心位于U＝0、V＝0处并且每个质心偏离具有坐标U(t)＝a·cos(t)、V(t)＝b·sin(t)，其中t＝一组顺序接收的质心偏离坐标的接收的时间依赖相位并且其中所述椭圆在所述长轴和短轴的幅度相等的情况下为圆；基于所述长轴和短轴的角取向来确定散光的轴以及基于a和b的相对大小来确定发散和会聚的相对大小。

一旦结合相应附图查阅了优选实施例的下述详细描述，对于本领域技术人员而言，本发明的这些和其它特征与优势将变得更加显而易见。

附图说明

图1示出了与手术显微镜集成的大屈光度范围实时顺序波前传感器的光学配置的一个示例实施例。

图2示出了具有连接至电子控制电路的这些可能有源的设备的与图1中的波前传感器的光学器件相接的电子器件的一个示例实施例。

图3示出了在眼睛横向移动并且没有对波前采样方案作出相应改变的情况下角膜平面上的波前采样区域将发生什么。

图4示出了即使眼睛横向移动如何通过DC偏移波前光束扫描仪就可以补偿眼睛的横向运动并因此继续扫描相同的适当居中的圆环(annular ring)。

图5示出了在眼睛从所设计的位置中轴向地移动的情况下被测量的波前或屈光误差发生了什么。

图6示出了控制和驱动图1和2中所示的顺序波前传感器和相关联的设备的电子器件系统的一个示例实施例的整体框图。

图7示出了前端电子处理系统和驻留在顺序波前传感器模块内的实况成像相机以及驻留在图6中所示的主计算机和显示模块中的后端电子处理系统的一个示例实施例的框图。