用於多焦點矯正接觸式透鏡適配的同時性視覺仿真的製作方法
2023-08-03 13:14:56 2
專利名稱：用於多焦點矯正接觸式透鏡適配的同時性視覺仿真的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及用於增強視敏度的矯正透鏡，尤其涉及用於適配多焦點矯正接觸式透鏡的方法和裝置。
背景技術：
用矯正透鏡對人進行適配的當前流行的臨床方法包括使用綜合屈光檢查儀進行視覺驗光。典型地，驗光師或其他保健專業人員讓人(患者)透過綜合屈光檢查儀觀察在一定距離處顯示的圖表。保健專業人員然後使用綜合屈光檢查儀將各種透鏡或透鏡的組合引入到人的視覺光路上，以確定用於人的矯正透鏡驗光的最佳的附加(ADD)、球面和/或柱面參數。這典型地包括讓人從透鏡的各種組合比較視敏度並且報告哪種組合能夠最清晰顯示圖表上的內容。然後可以根據由此獲得的驗光為患者製作定製的合適眼鏡。
該方法適合於單視性和單視覺眼鏡或接觸式透鏡(即隱形眼鏡)。該方法也適合於雙焦點/多焦點眼鏡，因為人可地控制他/她的眼睛/瞳孔以便通過具有由不同焦距表徵的區域的雙焦點/多焦點眼鏡透鏡的不同部分選擇性地聚焦在對象上。然而，該方法已證明不適宜用於雙焦點/多焦點接觸式透鏡，因為這樣的接觸式透鏡所具有的工作原理不同於上述矯正眼鏡的工作原理。
特別是，多數多焦點軟接觸式透鏡基於「同時性視覺」的原理工作。類似於多焦點眼鏡，多焦點接觸式透鏡具有焦距不同的不同區域，以便用於遠距視覺的一個屈光能力和用於近距視覺的其它屈光能力。因此，聚焦能力在多焦點接觸式透鏡的區域上變化。然而，不同於多焦點眼鏡，多焦點接觸式透鏡中不同焦距的這些區域位於佩戴者的眼睛上，覆蓋在瞳孔的表面，因此佩戴者不能選擇性地通過透鏡的不同部分進行聚焦。而是出現這樣的情況，對應於透鏡的每個區域的聚焦能力/焦距，不同銳度的多個圖像同時聚焦在佩戴者眼睛的視網膜上(「同時性視覺效應」)。公認的是，人類大腦區分、組合或以另外的方式處理這些圖像，從而個體感知到單一的且清晰度滿意的圖像。綜合屈光檢查儀不能仿效該同時性視覺效果，因此不適合或不能最佳地用於多焦點接觸式透鏡。其結果為，人們通常在適配多焦點接觸式透鏡時首先使用綜合屈光檢查儀獲取視覺驗光，配製符合該驗光結果的多焦點接觸式透鏡，然後在佩戴這些多焦點接觸式透鏡時測試人的視覺。典型地，被驗光者報告次於最佳視敏度，然後進行試錯法直到報告滿意的視敏度，在該試錯法中被驗光者適配另外多組多焦點接觸式透鏡。該重複過程是沉悶而耗時的，因為對於每一組接觸式透鏡通常需要花費15-45分鐘適當地用在眼睛上，以便適當地變溼，以及在進行視敏度測試前另外調整。這樣的長時間過程對於保健專業人員來說成本高，並且需要丟棄一組或多組不合適的多焦點接觸式透鏡增加了這種成本。
發明內容
本發明提供了一種仿真器，可以在為人適配多焦點接觸式透鏡時通過在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應而仿效多焦點接觸式透鏡。根據本發明，提供了一種仿真裝置包括分束器，其被定位成將入射光能分離成沿第一光路徑引導的第一分量和沿不同於第一光路徑的第二光路徑引導的第二分量。所述裝置進一步包括第一接受器，其被定位成僅使得沿第一光路徑引導的光能通過。第一接受器能夠接收用於提供附加屈光能力的附加透鏡。光束組合器被定位成將第二分量的光能和通過第一接收器的第一分量，即施加了附加屈光能力的光能組合起來，並且沿共同光路徑引導組合光能。提供第二和第三接受器，其能夠接納球鏡和/或柱鏡。這些接收器設在適當的位置以通過沿共同光路徑傳輸的組合光能。
以這種方式，所述仿真器沿兩個不同的路徑分散入射光能，將附加屈光能力應用於其中的一個路徑，和將球和/或柱鏡屈光能力應用於來自所述兩個不同路徑的組合光能。這產生了近視圖像，即聚焦在較近位置的圖像，和遠視圖像，即聚焦在較遠位置的圖像。這兩個圖像同時聚焦在正在透過所述仿真器觀看的人眼的視網膜上，由此產生與多焦點接觸式透鏡所產生的同時性視覺效應相當的同時性視覺效應。
所述仿真裝置包括兩個目鏡，每個目鏡包括上述的光學器件。所述裝置可以進一步包括瞳孔間距離機構，用於調整所述目鏡之間的距離以對準不同間距的瞳孔，還包括會聚機構，其能夠旋轉所述目鏡以導致從那裡通過的視覺/光路徑會聚在近點。這模擬了閱讀狀態，在該閱讀狀態中人眼向內轉動以聚焦在相對靠近臉部的一點。
本發明還提供了一種用於仿效多焦點接觸式透鏡以在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的方法。
現在將參考附圖作為例子來描述本發明，其中圖1是根據本發明的同時性視覺仿真器的示意圖；圖2A和2B是根據本發明的典型同時性視覺仿真裝置的前視和後視透視圖；圖2C是沿圖2B的線2C-2C得到的圖2B的裝置的橫截面透視圖；圖3是與圖2A-2C的裝置一起使用的典型透鏡的透視圖；圖4A和4B是圖2A-2C的裝置的替代實施方式的後視和前視透視圖；圖4C是沿圖4B的線4C-4C得到的圖4A和4B的裝置的橫截面透視圖；圖5是圖4A-4C的裝置的替代實施方式的透視圖；圖6是圖5的頂視圖，其中為了清楚顯示而去除了一些部分；圖7是顯示圖6的裝置的會聚特徵的示意圖；圖8是圖4A-4C的裝置的另一替代實施方式的透視圖；圖9是表示根據本發明的一種方式的流程圖，該方法用於仿效一種多焦點接觸式透鏡以在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應；和圖10是根據本發明的另一同時性視覺仿真器的示意圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種裝置和一種方法，在為患者適配多焦點接觸式透鏡時其能夠用於通過在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應來仿效多焦點接觸式透鏡。以這種方式，可以消除使用綜合屈光檢查儀(其不是基於同時性視覺原理而工作的)進行驗光有關的不精確性，以及以試錯法為基礎的驗光調整造成的時間和金錢浪費。因此，在不需要將任何接觸式透鏡放置在眼睛上的情況下，可以獲得精確的多焦點接觸式透鏡驗光結果。
現在參考圖1，示意圖顯示了根據本發明入射光能如何被控制以仿效同時性視覺。這種入射光能可以是驗光室中的環境光線，例如檢查眼睛過程期間從人觀看的傳統視力表反射的環境光線。這樣的光能通常是非偏振的，如圖1中的標記A所示。應當理解，圖1包括用於說明目的的光線跟蹤模型。
在該例子中，儘管是可選的，這樣的入射光能A首先通過偏振器10，例如吸收偏振器，其接收入射的非偏振或隨機偏振光並且提供線性偏振光的輸出，所述線性偏振光相對於參考平面定向成一個角度。所述線性偏振光沿光路徑X傳輸進入分束器12。分束器12被定位成將入射光能分離成具有第一偏振(「S」偏振)的第一分量A』，和具有第二偏振(「P」偏振)的第二分量A」。應當注意的是對於隨機偏振景物光，假設兩個偏振之間的比率為50％/50％。通過相對於參考平面/分束器12成45度角安裝所述偏振器，該吸收偏振器10可以用於保證50％/50％的比率。該比率目前被認為是有利的。作為另一選擇，偏振器可以以不同的角方向定向，以調整離開分束器12的S和P偏振分量之間的強度比率。任選地，可以使用立方體偏振器或類似部件以便代替吸收偏振器10。
分束器12沿兩個不同的光路徑即用於近距視覺的S路徑和用於遠距視覺的P路徑引導第一和第二分量。作為例子，分束器12可以是可見頻帶立方體分束器，或可見頻帶立方體偏振器。這樣的光學部件在本領域中是公知的。然而應當注意，立方體分束器的使用傾向於傳遞可能被立方體偏振器反射的一些光能，由此導致被觀察圖像的外觀模糊。
根據本發明，其中一個分量通過附加透鏡。在圖1的例子中，第一分量A』通過附加透鏡(add lens)16，該附加透鏡被定位成沿S路徑傳輸光能。附加透鏡16與下述的球鏡22配合以便聚焦第一分量的光能以用於近距觀察。該附加透鏡可以選擇性地被互換直到被測者報告滿意的視敏度為止，這將在下面進一步進行論述。第二分量A」不通過所述附加透鏡。
隨後，被附加透鏡16折射的第一分量A』與第二分量A」被引導到光束組合器20中，該光束組合器被定位成便於使得第一分量A』和第二分量和A」組合併且沿共同光路徑Y引導它們。作為例子，如上面關於分束器12所述，光束組合器20可以是可視頻帶立方體分束器，或可視頻帶立方體偏振器。分束器12和光束組合器20需要被正確地定向以實現上述的理想效果，這是本領域的普通技術人員應當理解的。
在圖1的例子中，反射器14，18諸如為在TIR(全內反射)模式下工作的全內反射(TIR)摺疊稜鏡14，18，這樣的反射器14，18被定位成便於使得來自分束器12的光能的第一分量A』引導通過附加透鏡16，併到達光束組合器20，如圖1中所示。因此，反射器14，18幫助限定S路徑。這提供了第一分量A』和第二分量A」的物理分離以便實現附加透鏡插入到第一分量A』的光路徑(S路徑)中的所需空間，並且不幹涉第二分量A」的光路徑(P路徑)。作為另一選擇，前表面反射鏡或後表面反射鏡可以用作反射器14，18以代替所述稜鏡，從而以類似的方式沿S路徑引導第一分量A』。
離開光束組合器20的組合成的光能A』A」沿共同路徑傳輸，然後在它進入人的角膜26a和晶狀體26b並且被投射到人眼26的視網膜26c上之前經過仿真器的球鏡22和/或柱鏡24。球鏡22聚焦組合後的光能以用於遠距視覺。柱鏡矯正散光。球面和柱面透鏡22，24可以選擇性地互換直到被檢者報告滿意的視敏度為止，這將在下面進一步進行論述。因此，當人們通過仿真器觀察典型的視力表時，近視圖像(來自S路徑)和遠視圖像(來自P路徑)同時存在於人的視網膜26c上以提供同時性視覺效應。因此，通過使用附加透鏡、球面透鏡和/或柱面透鏡16、22、24的附加、球面和/或柱面參數獲得的視覺驗光結果對於多焦點接觸式透鏡驗光是精確的，而不需要用試錯法測試。
優選地，用於仿效同時性視覺的裝置包括上述關於圖1論述的兩組光學部件，即每一組用於一隻眼睛。每一組在此被稱為目鏡。如果需要，以這種方式，可用兩隻眼睛觀察所述視力圖表並且進行視覺驗光。因此，所述裝置是立體仿真裝置。應當注意的是遮蔽透鏡可以插入到一個目鏡中以允許僅僅用一隻眼睛觀察，儘管所述裝置包括兩個目鏡。
圖2A，2B和2C是根據本發明的典型同時性視覺仿真裝置50的前視、後視和橫截面透視圖。該仿真裝置50包括兩個目鏡，每個目鏡具有上面參考圖1所述的光學器件。如圖2A-2C中所示，該裝置50包括具有前端54和後端56的外殼52。為了直觀說明，在圖2A-2C中外殼52的一部分被顯示成已去除。現在參考圖1和2A-2C，外殼52支承偏振器10，例如吸收偏振器，以使得入射光能線性地偏振，如上面參考圖1所述。在圖2A-2C的例子中，吸收偏振器10相對於分束器12以45度角固定地安裝，以保證入射的隨機偏振光能等分為具有第一和第二偏振的第一和第二分量。作為另一選擇，偏振器10可以相對於分束器以另一角度固定地安裝以提供另一強度比率。作為另一其他選擇，偏振器10安裝成可以相對於分束器12旋轉，從而該仿真器50的用戶可選擇性地調整以改變第一分量A』和第二分量A」之間的強度比率。
由於分束器12、反射鏡/稜鏡14，18和光束組合器20的布置，進入每個偏振器10的光能沿類似於圖1中所示的路徑傳輸，上述部件在光學上對準以在其間限定各自的光路徑，所述光路徑類似於圖1中所示的光路徑。
在圖2A-2C的典型實施方式中，仿真器50包括第一接受器，該第一接受器被定位成沿其中一個光路徑引導的光能通過，所述光路徑即為由第一分量A』傳播的近視視覺(S)光路徑，如圖1中所示。每個第一接受器能夠接納如圖1中標記16所指代的塊體形式的附加透鏡。在圖2A-2C的實施方式中，所述接受器在外殼52中帶有插槽60以用於接納功能為在圖1中用作附加透鏡16的透鏡插入件。
在圖3中顯示了典型的透鏡插入件70。該典型的透鏡插入件70包括提供附加屈光能力(power)的光學透鏡72、固定透鏡72的框架74、和從框架74延伸的手柄76，以便於手握透鏡插入件70將其插入仿真器50的插槽60中或從中取出。應當理解的是，可提供一組透鏡插入件，每個透鏡插入件都具有不同附加屈光能力的光學透鏡，使得透鏡插入件70可以互換地被使用以在觀察者的視覺路徑上應用理想的附加屈光能力。插槽60和透鏡插入件70被配置成使得當透鏡插入件70正確地安置在插槽60中時，各個光學透鏡72在光學上與沿近視視覺(S)光路徑傳輸的光能對準。
在圖2A-2C的典型實施方式中，仿真器50的每個目鏡還包括第二接受器80，該接受器被定位成使得沿共同光路徑Y傳輸的組合後的光能通過。每個第二接受器80能夠接納在光學上與沿共同路徑傳輸的光能對準的球鏡84。可提供一組可互換球鏡以便所選擇的球鏡可以被插入到所選擇的第二接受器80中從而在觀察者的視覺路徑應用理想的球鏡屈光度。
通常仿真器50的每個目鏡還包括第三接受器90，該第三接受器設在適當的位置中以便使得沿共同光路徑Y傳輸的組合光能通過。每個第三接受器90能夠接收在光學上與沿共同路徑傳輸的光能對準的柱鏡94。提供多個可互換柱鏡，從而所選擇的柱鏡可以插入到所選擇的第三接受器90中從而在觀察者的視覺路徑應用理想的柱鏡屈光能力，以便用於例如矯正散光。在優選實施方式中，每個第二接受器80被定位在各自的光束組合器20和各自的第三接受器90之間，如圖2A-2C中所示。
提供第二接受器80以接納用作圖1的球鏡22的透鏡。提供第三接受器90以接納用作圖1的柱鏡24的透鏡。在圖2A-2C的典型實施方式中，第二和第三接受器80，90中的每一個均設置作為各自的垂式透鏡保持器96，所述透鏡保持器包括各自的用於支承透鏡的凹槽98，如圖4B和4C中清楚地所示。
因此，保健專業人員可以要求尋求適配多焦點矯正接觸式透鏡的人將其眼睛靠近仿真器50的前端54定位，並且透過仿真器的目鏡觀看視力表。保健提供者可以反覆地互換每個目鏡的附加、球面和/或柱面透鏡並且要求人比較視敏度直到獲得透鏡的最佳組合，由此獲得視覺驗光結果。
圖4A-4C是圖2A-2C的仿真裝置50的替代實施方式的後視、前視和橫截面透視圖。圖4A-4C的典型仿真器50的目鏡非常類似於圖2A-2C的目鏡，如圖4C中清楚地所示。然而，通常的仿真器50的外殼52包括手柄58，從而個人或保健專業人員在進行視覺驗光期間可以容易地握住仿真器50靠近人的臉。作為另一選擇，仿真器50可以被配置成例如帶有安裝螺栓，以用於安裝在三腳架等裝置的頂部。另外，該典型仿真器50的每個目鏡包括能夠支承若干附加透鏡72的滾輪100。每個附加透鏡提供各自的附加屈光能力。每個滾輪100安裝成可相對於分束器12和/或外殼50旋轉以用於將附加透鏡選擇性地定位在第一接受器60的區域中，使得沿S光路徑傳輸的第一分量的光能通過所選擇的附加透鏡72。這樣的滾輪在諸如綜合屈光檢查儀這樣的驗光裝置的領域中通常是公知的。因此，保健專業人員可以通過旋轉滾輪100從而互換定位在光路徑中的附加透鏡，以將理想屈光能力的附加透鏡應用於人的視覺路徑。這可以在當滾輪100通過外殼50中的開孔102暴露時通過手動旋轉滾輪100而實現。可以設置球型或其它類型的制動機構以便於透鏡對準光路徑。各種合適的制動機構在本領域中是公知的。
圖4A-4C的典型裝置也包括瞳孔間距離(IPD)機構，其能夠改變仿真器50的目鏡之間的距離，例如第二和/或第三接受器80，90之間的距離。換句話說，IPD(瞳孔間距離)機構允許控制仿真器的左眼和右眼目鏡以使離開仿真器50的共同路徑與被測試視力的人的瞳孔對準。這是必要的，因為瞳孔間距離對於不同的個體來說是不同的。各種IPD機構在驗光裝置的領域中通常是公知的，並且任何合適的IPD機構都可使用。
所示出的IPD機構連接到會聚機構(在下面論述)以提供可變光路徑偏移，在使用會聚機構期間所述可變光路徑偏移能夠在各種IPD設置下保持光路徑集中在開孔上。典型的IPD機構更具體地在圖6中被示出。如圖4A，4B和6中所示，所述機構包括驅動小齒輪122的可旋轉旋鈕120，所述小齒輪可旋轉地安裝在外殼52上。小齒輪122布置在平行齒條124之間，並且具有與齒條124的齒嚙合的外齒。每個齒條124支承和/或固定到仿真器50的相應的左眼或右眼目鏡上。因此，沿逆時針方向旋轉旋鈕120/小齒輪122使得仿真器50的左眼和右眼目鏡分離，由此分離所述部分以適應更大的瞳孔間距離，沿順時針方向旋轉旋鈕120/小齒輪122導致仿真器50的左眼和右眼目鏡彼此接近以適應更小的瞳孔間距離，如圖6中最清楚地所示。
圖5是圖4A-4C的仿真器50的替代實施方式的透視圖。圖5的典型仿真器50的目鏡和IPD機構非常類似於圖4A-4C的目鏡和IPD機構。另外，圖5的仿真器50的每個目鏡包括會聚機構，該會聚機構能夠使得仿真器50的左和右目鏡中的一個或兩個樞轉，以導致左眼和右眼視覺路徑在預定閱讀或近距離處相交。優選地，當保持仿真器50靠著臉時，目鏡圍繞位於眼窩的標稱旋轉中心的固定點樞轉。該會聚機構允許人眼聚焦在相對靠近人臉的一點，例如離人臉大約12-24英寸的範圍，以模擬這樣一種情況，在該情況下人的眼睛在其眼窩中轉動以聚焦在靠近臉的一點，例如類似於閱讀。這考慮了在模擬閱讀的情況下測試視敏度，該情況下產生的用於多焦點透鏡的視覺驗光結果將會非常適合於閱讀或其它近距視覺任務。
圖6中示出了典型的會聚機構。如圖6中所示，該會聚機構包括第一和第二槓桿130，每個槓桿樞轉地安裝到外殼52以用於從第一位置移動到第二位置，在第一位置，左眼和右眼視覺路徑基本上是平行的(如圖6)，例如用於模擬這樣一種情況，在該情況下聚焦發生在相當遠的距離處，例如大於大約二十(20)英尺，在第二位置，左眼和右眼視覺路徑相交(如圖7)，例如用於模擬閱讀或類似情況。通常，對於大約55-72mm範圍的瞳孔間距離，要求每個目鏡在大約7-12度的範圍內樞轉，以聚焦在大約14-22英寸的範圍內。能夠樞轉目鏡以導致左眼和右眼視覺路徑相交的任何會聚機構都可以使用。優選地，當仿真器靠著臉時，會聚機構導致目鏡圍繞人眼的標稱旋轉中心旋轉。眼睛的標稱旋轉中心在角膜的前表面之後大約15mm處。
圖7是顯示圖5和6裝置的會聚機構的效果的示意圖。從圖7可以理解，當仿真器50的左眼和右眼目鏡朝著彼此樞轉以提供會聚效應時，通過仿真器50的光能沿交叉視覺路徑傳輸。
圖8是圖4A-4C的仿真器50的另一替代實施方式的透視圖。圖8的典型仿真器50的目鏡和IPD機構非常類似於圖4A-4C的目鏡和IPD機構。另外，圖8的仿真器50的每個目鏡包括支承不同屈光能力的多個球鏡142，144的球面調節元件140。例如，這些球鏡可以以四分之一屈光度增量共同地提供屈光能力調節(例如+0.50，+0.25，-0.25，-0.50屈光度)。每個球面調節元件140可移動地支承在外殼52上以允許所選擇的球鏡142，144與每個眼睛部分的共同光路徑選擇性地對準。優選地，球面調節元件140還包括無透鏡開口146，或平光/0.00屈光度透鏡，其選擇性地與共同光路徑對準。儘管球面調節元件140可以作為可旋轉滾輪(未示出)而被設置，但是它優選地作為縱向可平移的延長帶被提供，如圖8中所示。
因此，球面調節元件140的球鏡在光學上與目鏡和第二、第三接受器以及各個共同光路徑中的任何球面和/或柱面透鏡對準。因此，在首先找到定位於第二接受器/垂式保持器96中的合適的球鏡的情況下，球面調節元件140的球鏡可以用於微調視覺驗光。例如，這樣的球面透鏡可以以0.50屈光度增量被提供。然後，球面調節元件140可以被平移以對總應用的球鏡屈光能力提供0.25屈光度增量的調節。有利地，這可以被執行而不需要從人臉部處取出仿真器50，或者不需要中斷人對視力圖表的觀察，這有助於人比較所用的兩個不同球鏡屈光能力之間的視敏度。球型或其它類型的制動機構也可以被提供以便於球面調節元件的透鏡與相應的共同光路徑對準。
圖9是顯示根據本發明仿效多焦點接觸式透鏡在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的方法的流程圖150。如圖9中所示，所述方法從入射光能分離成第一分量和第二分量開始，如步驟152所示。這包括使入射光能通過分束器12並通過任選的吸收偏振器10以產生具有不同偏振的第一分量和第二分量，如圖1中所示。
接著，使得第一分量沿第一光路徑傳播並通過附加透鏡，如步驟154所示。這包括沿第一光路徑引導第一分量。這也可以由分束器12執行。在圖1的例子中，這也包括藉助反射器14使得第一分量的光能反射通過附加透鏡16。
另外，分束器12使得第二分量沿不同於第一光路徑的第二光路徑傳播，如步驟156所示。因此，這導致僅第一分量的光能通過附加透鏡。
接著，光能的第一分量和第二分量被重新組合併且使得沿通過球鏡的共同光路徑傳播，如步驟158和160所示。這還包括藉助反射器18朝著光束組合器20(見圖1)反射第一分量的光能。所述光束組合器使得所述分量組合併且使得它們沿共同光路徑傳輸並通過球鏡。
進一步地，所述組合後的光能沿通過柱鏡的共同光路徑傳播，並且被引導到眼睛的視網膜上，如步驟162和164所示。
接著，所述方法包括反覆地互換附加、球面和/或柱面透鏡中的至少一個直到提供理想的視敏度水平，如步驟166和168所示。這可以包括允許人用屈光能力/透鏡的第一應用組合觀察視力表，允許人用屈光能力/透鏡的第二應用組合觀察視力表，並獲得關於哪個組合能提供更好視敏度的報告。該步驟可以被重複執行直到找到滿意的或最佳的組合。理想的視敏度水平可以由人的感覺、客觀指標、適用的規律等確定，這是本領域的技術人員所理解的。
當已經達到理想的視敏度水平時，可以獲得驗光結果以反映提供理想視敏度水平的組合透鏡中的附加、球和/或柱鏡屈光能力，如步驟170所示。隨後符合所述驗光結果的多焦點接觸式透鏡可以配製給人，並且以高度確保所配製的多焦點接觸式透鏡將提供理想的視敏度水平。
圖10是根據本發明的另一同時性視覺仿真器50的示意圖。該仿真器50以類似於參考圖1-9所述的原理工作。在圖10的例子中，光能沿箭頭B的方向傳輸並且通過任選的偏振器160，例如板狀吸收偏振器，並經過應用球面或「距離」屈光能力的試鏡架透鏡162。如上面參考圖1所述，偏振器160可以用於調節入射光能的分量之間的比率，在通過分束器164之後所述入射光能將沿球面和附加路徑被引導。離開試鏡架透鏡162的光能進入可視頻帶偏振分束器164，該可視頻帶偏振分束器產生第一光能分量和第二光能分量。光能的第一分量(「P」偏振)直接通過分束器164並且僅僅在焦距或「屈光能力屈光度」內是球面的。光能的第二分量(「S」偏振)由分束器164反射以便通過消色差四分之一波片166到達反射鏡168。消色差四分之一波片166相對於光路徑被定向成便於在兩次通過它後將「S」偏振旋轉到「P」偏振。波片166也在兩次通過它後將「P」偏振旋轉到「S」偏振。由反射鏡168反射的光能返回通過消色差四分之一波片166。由於光能兩次通過波片166，因此重新進入分束器164的光能具有「P」偏振。由於該偏振，所述光能通過分束器164並且朝向另一反射鏡172通過另一消色差四分之一波片170。該第二反射鏡172可以被改變或變形以具有不同大小的凹曲度，使得所述反射鏡將作為附加透鏡來施加附加屈光能力。
從第二反射鏡172反射的光能然後返回通過第二消色差四分之一波片170。該光能兩次通過波片170導致重新進入分束器164的光能再次具有「S」偏振。由於現在光能具有「S」偏振，因此它被分束器164朝向眼睛26反射。
應當理解，消色差菲涅耳菱鏡或其它部件可以代替消色差四分之一波片以提供四分之一相移。
任選地，用於柱面試鏡架透鏡(未示出)以匹配人的散光的插槽可以設置於分束器164的左邊或右邊，如圖10中所示。作為另一選擇，透鏡160被定位在分束器164的右側上，正好在眼睛26之前。作為另一選擇，任一或兩個反射鏡可以如上所述被彎曲以單獨地或合作地施加附加屈光能力。
因此，在圖10的實施方式中，類似於圖1-8的實施方式，入射光能被分離成沿第一光路徑S引導的第一分量(包括被反射鏡反射和通過消色差四分之一波片的光能)，和沿不同於第一光路徑的第二光路徑P引導的第二分量(包括直接通過圖10的分束器/偏振立方體164的光能)。另外，該實施方式將附加屈光能力僅僅施加到第一分量的光能。在該典型實施方式中，通過從曲面鏡反射光能而施加附加屈光能力。作為另一選擇，可以使用附加透鏡。此外，第二分量的光能和在第一分量已施加附加屈光能力之後的第一分量的光能沿共同光路徑被引導，即朝向眼睛的視網膜。
沿共同光路徑傳輸的組合後的光能也通過球面透鏡162。這可以在通過分束器164(在圖10中前面所示)之前或之後發生。另外，具有施加的附加和球面屈光能力的組合光能被引導到眼睛26的視網膜上以產生同時性視覺效應。
儘管已描述了本發明的特定實施方式，但是各種改變、修改和變型對於本領域的技術人員來說是容易實現的。儘管未在此明確地聲明，但是通過該公開而顯而易見的這樣的改變、修改和變型意味著是本說明書的一部分，並且意味著在本發明的精神和範圍內。因此，上面的描述僅僅作為例子，而並非是限制。本發明僅僅由下面的權利要求及其等效形式來限定。
權利要求
1.一種用於仿效多焦點接觸式透鏡以在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的裝置，所述裝置包括分束器，其被定位成便於將入射光能分離成沿第一光路徑引導的第一分量和沿不同於所述第一光路徑的第二光路徑引導的第二分量；第一接受器，其被定位成便於僅使得沿所述第一光路徑引導的光能通過，所述第一接受器能夠接納附加透鏡；光束組合器，其被定位成便於將所述第二分量的光能與通過所述第一接收器的所述第一分量的光能組合，並且沿共同光路徑引導所述組合後的光能；和第二接受器，其被定位成便於使得沿所述共同光路徑傳輸的組合後的光能通過，所述第二接受器能夠接納球面透鏡。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述分束器和所述光束組合器均包括立方體分束器。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述分束器和所述光束組合器均包括立方體光束偏振器。
4.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括用於使得入射光能線性地偏振的吸收偏振器。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述吸收偏振器相對於所述分束器可旋轉地安裝以用於改變由所述分束器產生的所述第一分量和第二分量之間的強度的比率。
6.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括第三接受器，其被定位成使得沿所述共同光路徑傳輸的組合後的光能通過，所述第三接受器能夠接納柱面透鏡。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述第二接受器沿所述光束組合器和所述第三接受器之間的所述共同路徑定位。
8.根據權利要求6所述的裝置，其中所述第二接受器和第三接受器均包括各自的垂式透鏡保持器。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一接受器包括用於接納透鏡插入件的插槽。
10.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括第一反射器，其用於重新引導來自所述分束器的所述第一分量的光能以便通過所述第一接受器；和第二反射器，其用於將來自所述第一反射器的所述第一分量的光能重新引導到所述光束組合器。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中所述第一反射器和第二反射器均包括各自的全內反射稜鏡。
12.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括能夠支承多個附加透鏡的滾輪，每個附加透鏡提供各自的附加屈光能力，所述滾輪相對於所述分束器可旋轉地安裝以用於將所述多個附加透鏡中被選擇的一個附加透鏡定位在所述第一接受器中以便所述第一分量的光能能夠通過。
13.根據權利要求1所述的裝置，進一步包括支承多個具有不同屈光能力的球面透鏡的球面調節元件，所述球面調節元件可移動地支承在所述外殼上以用於將所述多個球面透鏡中被選擇的一個球面透鏡與所述共同光路徑對準。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中所述球面調節元件包括縱向可平移的帶。
15.根據權利要求13所述的裝置，其中所述球面調節元件包括選擇性地與所述共同光路徑對準的無透鏡開口。
16.根據權利要求13所述的裝置，其中所述多個透鏡以四分之一屈光度增量共同地提供屈光能力調節。
17.一種用於仿效多焦點接觸式透鏡以在個體眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的裝置，所述裝置包括外殼；如權利要求1所述的第一裝置，其被支承在所述外殼上的適當位置處以使所述第一裝置的所述共同光路徑與個體的左眼對準；和如權利要求1所述的第二裝置，其被支承在所述外殼上的適當位置處以使所述第二裝置的所述共同光路徑與個體的右眼對準。
18.根據權利要求17所述的裝置，進一步包括瞳孔間距離機構，其能夠改變所述相應的第三接受器之間的距離以使所述相應的共同路徑與所述個體的左眼和右眼的瞳孔對準。
19.根據權利要求17所述的裝置，進一步包括會聚機構，其能夠使得所述第一裝置和第二裝置的至少一部分樞轉以使得所述相應的第一接受器的相應軸線相交。
20.根據權利要求17所述的裝置，進一步包括第一滾輪和第二滾輪，每個滾輪支承多個提供各自的附加屈光能力的附加透鏡，所述第一和第二滾輪均可旋轉，從而選擇性地將所述多個附加透鏡中被選擇的一個定位在相應的第一接受器中以便使得相應的第一分量的光能通過。
21.根據權利要求17所述的裝置，進一步包括第一球面調節元件和第二球面調節元件，每個球面調節元件支承多個不同屈光能力的球面透鏡，所述第一和第二球面調節元件均可移動地支承在所述外殼上以便選擇性地將所述多個球面透鏡中被選擇的相應一個與所述共同光路徑中的相應一個對準。
22.根據權利要求21所述的裝置，其中所述第一和第二球面調節元件均包括在所述外殼上相對於各自所述共同光路徑縱向可平移的帶。
23.根據權利要求21所述的裝置，其中所述第一和第二球面調節元件均包括選擇性地可與各自所述共同光路徑對準的無透鏡開口。
24.根據權利要求21所述的裝置，其中所述多個透鏡以四分之一屈光度增量共同地提供屈光能力調節。
25.一種用於仿效多焦點接觸式透鏡以在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的方法，所述方法包括將入射光能分離成沿第一光路徑引導的第一光能分量和沿不同於第一光路徑的第二光路徑引導的第二光能分量；將附加屈光能力僅施加到第一分量；沿共同光路徑引導第二分量和已施加附加屈光能力之後的第一分量；對沿共同光路徑傳輸的組合後的光能應用球面透鏡；和在已施加附加和球面屈光能力之後將該組合後的光能引導到眼睛的視網膜上。
26.根據權利要求25所述的方法，其中施加附加屈光能力包括將來自分束器的光能反射通過附加透鏡；和將來自附加透鏡的光能反射到光束組合器。
27.根據權利要求25所述的方法，其中施加附加屈光能力包括反射來自提供附加屈光能力的成形反射鏡的光能。
28.根據權利要求25所述的方法，其中第一光路徑包括從第一反射鏡反射以用於兩次通過第一消色差四分之一波片，通過偏振分束器傳輸，和從第二反射鏡反射以用於兩次通過第二消色差四分之一波片。
29.根據權利要求25所述的方法，其中施加附加屈光能力包括使光能通過附加透鏡，其中應用球鏡屈光能力包括使組合光能通過球面透鏡。
30.根據權利要求29所述的方法，進一步包括反覆地互換附加透鏡和球面透鏡中的至少一個直到提供理想的視敏度水平；和對多焦點接觸式透鏡進行驗光，所述多焦點接觸式透鏡具有對應於提供理想視敏度水平的相應的附加透鏡和球面透鏡的附加和球面屈光能力。
31.根據權利要求25所述的方法，進一步包括在將組合後的光能引導到眼睛的視網膜上之前將柱鏡屈光能力施加到沿共同光路徑傳輸的組合後的光能。
32.根據權利要求31所述的方法，其中應用柱面屈光能力包括使組合後的光能通過柱面透鏡。
33.根據權利要求32所述的方法，進一步包括反覆地互換附加透鏡、球面透鏡和柱面透鏡中的至少一個直到提供理想的視敏度水平；和對多焦點接觸式透鏡進行驗光，所述多焦點接觸式透鏡具有對應於提供理想視敏度水平的各個附加透鏡、球面透鏡和柱面透鏡的附加、球面和柱面屈光能力。
34.根據權利要求25所述的方法，其中分離入射光能包括使入射光能通過偏振器以使入射光能線性地偏振；和使偏振的入射光能通過分束器以產生分別沿第一光路徑和第二光路徑引導的第一光能分量和第二光能分量。
35.根據權利要求25所述的方法，其中沿共同光路徑引導第一和第二分量包括使第一和第二分量通過光束組合器。
36.一種用於仿效多焦點接觸式透鏡以在眼睛的視網膜上產生同時性視覺效應的方法，所述方法包括將入射光能分離成第一分量和第二分量；將附加屈光能力施加到第一和第二分量中的第一分量；在第一分量已應用附加屈光能力之後將球鏡屈光能力施加到第二分量和第一分量；和在已應用附加和球面屈光能力之後將第一和第二分量引導到眼睛的視網膜上。
37.根據權利要求26所述的方法，進一步包括使用第一透鏡來施加附加屈光能力和球面屈光能力中的一個；用具有不同於第一透鏡的屈光能力的第二透鏡代替第一透鏡；和接收來自被檢者分別用第一和第二透鏡比較視敏度的報告。
全文摘要
一種仿真器(50)包括分束器(12)，該分束器用於將入射光能(A)分離成沿第一光路徑引導的第一分量(A』)和沿不同於第一光路徑的第二光路徑引導的第二分量(A」)。所述仿真器包括第一接受器(60)，其被定位成僅沿第一光路徑(A』)引導的光能通過。第一接受器能夠接納用於提供附加屈光能力的附加透鏡(16，72)。光束組合器(20)被定位成組合第二分量(A」)的光能和通過第一接收器的第一分量(A』)，即具有施加的附加屈光能力的光能，並且沿共同光路徑引導組合光能(A』A」)。還提供另外的接受器，其能夠在適當位置處加納球面透鏡(22)和/或柱面透鏡(24)以使沿共同光路徑(A』A」)傳輸的組合光能通過。
文檔編號A61F9/00GK1842292SQ200480024755
公開日2006年10月4日 申請日期2004年6月15日 優先權日2003年6月30日
發明者L·G·瓊斯, J·R·布奇 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司