用於視覺輔助裝置的驗光單的系統和方法
2023-12-08 10:06:36
專利名稱：用於視覺輔助裝置的驗光單的系統和方法
背景技術：
本公開涉及用於確定視覺輔助裝置(visual aids)的驗光單的系統和方法。
屈光不正的人眼具有屈光誤差(refractive error)，該屈光誤差在一階近似中可以按照球面(sphere)、柱面(cylinder)和軸的方向進行描述。這是基於以下假設視覺缺陷能夠通過具有諸如超環面和球面等簡單表面的透鏡來近似地矯正。這種近似足以校正進入眼瞳孔的中心的光線的屈光誤差。
儘管通常通過在利用具有不同折射能力(主觀屈光或顯然屈光(subjective or manifest refraction))的透鏡對被檢查的患者呈現多個試視力字體時，依賴患者的主觀屈光(subjective refraction)來確定人眼的屈光誤差，但是測量眼睛的屈光誤差的可能已經可用了多年(客觀屈光(objective refraction))。另外，測量在整個瞳孔上並且尤其是在瞳孔的外圍區域中的眼睛屈光能力是可能的。可測量的誤差例如包括球差(spherical aberration)、彗差(coma)、三葉形誤差(trefoil error)、高階球差等。在某些實施方式中， 客觀屈光方法基於確定傳播光束的波前。波前折射器的功能原理在DE 601 21 123T2中進行了描述，DE 601 21 123T2還包括多個不同變型的概要。
人眼的屈光誤差或成像誤差還可以通過所謂的krnike多項式來描述。瞳孔中心附近關於球面、柱面和軸的眼睛誤差能夠例如通過二階krnike多項式來描述。因此，這些誤差通常稱為二階誤差。遠離所述中心的誤差能夠通過更高Mkrnike多項式來描述。因此，這些誤差通常也稱為更高階誤差。
從波前折射器獲得的信息能夠被用在改進的視覺輔助裝置或改進的視力矯正方法的形成中。視力矯正方法的一個熟知的示例是波前引導屈光手術的過程。在該過程中， 任何期望的幾何體被從角膜的表面去除，以便校正包括更高階誤差在內的屈光誤差。
發明內容
一般地，為了確定視覺輔助裝置的驗光單(prescription)，眼睛護理專業人員確定若干參數。例如在眼鏡性透鏡(spectacle lens)的情況下，最相關的參數為通常以球面(sphere)、柱面(cylinder)和軸(axis)的形式給出的屈光值；配合參數，例如瞳孔距離、配合高度、全視角度以及其它；以及近距視覺加配，例如在漸進式透鏡(lens)的情況下。對於隱形眼鏡(contact lens)，與眼鏡性透鏡相似，參數組通常至少包括屈光值，以及角膜曲率。
傳統地，屈光值的確定涉及顯然屈光技術的使用。一般地，這是通過首先建立第一組(球面、柱面、軸)值作為優化的起始點來進行的。起始點能夠例如通過視網膜鏡檢測術、 自動折射器測量、通過當前磨損的眼鏡性透鏡的測量或者其他方法來獲得。然後，開始迭代優化過程，在該過程中，不同的屈光校正即多組(球面、柱面、軸)值被提供給患者，直至他 /她達到視力檢查表上的視敏度的最大值。
儘管較新的、先進客觀屈光技術是可用的，但是它們沒有獲得廣泛的採用，這是因為很多眼睛護理專業人員都不太願意從被證明了且得到信任的顯然驗光技術進行改變，並且還因為客觀屈光技術並不一定考慮到大量因素，這些因素可使某一驗光單對患者是更理想的，所述驗光單對應於客觀屈光所提供的全局最大值。作為示例，將柱面軸值從先前的驗光單留待不變的驗光單相對於需要柱面軸改變的全局最大驗光單可以是優選的。
本公開的特徵在於確定用於患者鏡片驗光單的屈光值的方法，所述方法使用客觀屈光，但是仍允許眼睛護理專業人員考慮其他因素。例如，在某些實施例中，所述方法在顯然屈光的優化策略中對眼睛護理專業人員提供引導，以基於利用像差計進行的眼睛的更高階像差的測量以可靠的方式達到視敏度的全局最大值。
在一個方面，本發明的特徵在於確定用於眼睛的鏡片驗光單的方法。所述方法包括獲得對表示眼睛的屈光特性的波前(Wavefront)的測量，建立對應於用於眼睛的多個可能驗光單的優化空間，對優化空間中的可能驗光單中的每一個確定用於評價函數(merit function)的值、其中評價函數值對應於當利用相應的可能驗光單進行校正時的眼睛視覺功能，產生評價函數值的表示，以及向眼睛護理專業人員輸出所述表示。
所述方法的實施方式可以包括下面的特徵和/或其他方面的特徵中的一個或多個。例如，建立優化空間可以包括對表徵驗光單的一個或多個參數限定範圍。表徵驗光單的所述一個或多個參數可以包括下面參數中的一個或多個球面、柱面、軸、M、JO和J45。
優化空間可以是單個空間，如具有三個或更多個維度的空間。所述一個或多個維度可以包括球面、柱面和軸，或者M、JO和J45。在一些實施例中，優化空間包括兩個或更多個子空間。子空間中的一個可以包括用於球面的維度。子空間中的另一個可以包括用於柱面的維度和用於軸的維度。在某些實施例中，子空間中的一個可以包括用於M的維度，並且子空間中的另一個包括用於JO的維度和用於J45的維度。
確定用於評價函數的值可以包括確定多個經校正的波前，每個波前表示眼睛的屈光特性和相應的可能驗光單。
所述表示可以是圖形表示。
所述表示可以被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於來自所述表示的最大評價函數值的驗光單。在一些實施例中，所述表示被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於視力變的模糊時的驗光單的一個或多個驗光單。所述表示能夠被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於具有用於柱面的相對較小的值、具有相對接近0°或90°的柱面軸(cylinder axis)、具有相對較大的正平均球光焦度(spherical power)、對應於相對較輕的眼用透鏡(ophthalmic lens)、在特定眼用透鏡設計上給出相對較小的失真、對應於屈光手術的小部分切除深度、和/或相對接近特定的預設值的驗光單的一個或多個驗光 所述表示可以包括一個或多個曲線，這些曲線將評價函數示為限定優化空間的一個或多個參數的函數。所述一個或多個曲線可以包括二維曲線。所述二維曲線可以將評價函數值示為球面的函數。所述一個或多個曲線可以包括三維曲線。所述三維曲線可以將評價函數示為為柱面和軸的函數。
所述表示可以基於對表示眼睛的屈光特性的多個波前的測量。不同的波前能夠對應於眼睛的不同觀察條件。
在一些實施例中，所述方法還包括基於所述表示執行眼睛的附加測試。該附加的測試能夠利用自動的綜合屈光檢查儀來執行。作為替代或者作為補充，該附加的測試能夠利用平視顯示器(head up display)來執行。
在另一個方面，本發明的特徵在於配置成執行所述方法的電子處理系統。執行所述方法可以包括在網絡上發送數據。電子處理系統可以包括具有顯示設備和輸入設備的計算機，該計算機配置成執行所述方法的一個或多個步驟。
在進一步的方面，本發明的特徵在於具有用於執行所述方法的計算機可執行指令的計算機可讀介質。
一般地，在另一個方面，本發明的特徵在於一種系統，其包括波前像差計，其配置為在系統運行期間測量表示眼睛的屈光特性的波前；計算單元，該計算單元配置為使得在系統運行期間由其接收來自波前像差計的關於所測量的波前的信息並對用於眼睛的多個可能的驗光單確定用於評價函數的值，每個評價函數值對應於當利用相應的可能驗光單進行校正時眼睛的視覺功能。所述系統還包括輸出設備，該輸出設備配置為使得在系統運行期間由其接收基於評價函數值的信息並向眼睛護理專業人員輸出該評價函數值的圖形表示。
所述系統的實施例可以包括下面的特徵和/或其他方面的特徵中的一個或多個。 例如，波前像差計可以是Hartmann-Shack傳感器、Tscherning像差計、Talbot像差計，或者雙通像差計。計算單元可以包括電子處理器和計算機可讀介質，該計算機可讀介質存儲指令，當所述指令被電子處理器執行時，所述指令使電子處理器基於來自波前像差計的信息確定評價函數的值。輸出設備可以包括電子顯示器。在一些實施例中，輸出設備包括印表機。
除非另有限定，否則本文使用的所有技術和科學術語都具有與如本發明所屬領域的普通技術人員所普遍理解的相同的含義。通過參照的方式將多個標記引入文中。在相衝突的情況下，本文的說明書將起到主導作用。
本發明的其他特徵和優點將從下面的詳細描述中顯而易見。
圖1(a)示出了所測量的眼睛的波前的繪圖。
圖1(b)示出了圖1(a)所示的波前的繪圖，其中來自更高階像差的分量已經被過濾ο 圖2是流程圖，示出了在用於確定視覺輔助裝置的驗光單的方法中的步驟。
圖3(a)是對於具有散光的恆定校正的球面的散焦，用於優化空間的評價函數值的曲線圖。所繪製的值對應於用於圖1(a)所示的波前測量的評價函數。
圖3(b)是對於具有散光的恆定校正的球面散焦，用於優化空間的評價函數值的曲線圖。所繪製的值對應於用於圖1(b)所示的波前測量的評價函數。
圖4(a)是對於具有為零的平均焦強(power)誤差的柱面和軸，用於優化空間的評價函數值的曲線圖。所繪製的值對應於用於圖1(a)所示的波前測量的評價函數。
圖4(b)是對於具有為零的平均焦強誤差的柱面和軸，用於優化空間的評價函數值的曲線圖。所繪製的值對應於用於圖1(b)所示的波前測量的評價函數。
具體實施例方式圖1(a)示出了所測量的患者眼睛的波前的示例。圖1(b)示出了相同的波前，其中第三階和更高階的分量被過濾，留下「平滑」的波前。這兩個圖的視覺比較使得下面的不同之處變得明顯在平滑的波前中，表面的主曲率在整個瞳孔上是恆定的。這些曲率與屈光直接相關，因此屈光在整個瞳孔上也是恆定的。相比之下，在實際的眼睛中，屈光在瞳孔上不是恆定的，使得在不同點進入瞳孔的光線被不同地折射。另外，在不同的觀察條件下(例如，明亮的照明環境與昏暗的照明環境對比)，瞳孔可以呈不同的大小，導致眼睛的不同屈光特性。因此，當對眼睛施加校正時，該校正對一些瞳孔區域可能是有益的，但對其他區域可能是不好的。換句話說，在這些條件下，用於校正的全局最大值不是適當限定的，或者不是容易地可識別的，特別是在使用顯然屈光時。
相反，客觀方法能夠基於評價函數識別全局最大值，所述評價函數表徵來自已測量的波前的眼睛的視敏度。然而，純粹地客觀方法不一定考慮到大量主觀因素，這些因素可能使用於患者的理想驗光單偏離對應於評價函數的全局最大值的驗光單。因此，考慮到客觀和主觀因素兩者的方法是理想的。
通常，用於確定視覺輔助裝置的驗光單的方法包括基於對從視網膜反射的波前的測量來計算對應於患者眼睛的視敏度的評價函數的值。隨後，該評價函數的值被呈送給眼睛護理專業人員，眼睛護理專業人員然後基於這些值來識別驗光單。評價函數的值被以容易識別全局最大值的方式呈現，但也允許眼睛護理專業人員對於接近全局最大值但不在全局最大值處的驗光單，評價視敏度。眼睛護理專業人員然後基於其他因素評價對應於用於視敏度的全局最大值的驗光單或者某一其他驗光單是否對患者是最佳的。
參照圖1，所述方法通常包括多個步驟，如流程圖100所示。在第一步驟中110中， 利用客觀方法測量患者眼睛的光學相位誤差。一般地，這涉及利用適當的傳感器測量從眼睛所反射的波前。傳感器的示例包括不同的波前像差計，如Hartmarm-Shack波前傳感器、 "Tscherning像差計、Talbot像差計，以及雙通像差計。波前像差計的功能原理在DE 601 21 123T2中進行了描述，DE 601 21 123T2還包括多個不同變型的概要。在此將DE 601 21 123T2的全部內容通過參引的方式併入。
測量數據作為輸入被用於計算單元，計算單元一般包括電子處理器(例如，計算機)。計算單元建立多維優化空間(步驟120)，計算單元對於該優化空間計算對應於眼睛的視敏度的評價函數。優化空間的維度一般對應於表徵鏡片驗光單(例如，球面、柱面和軸) 的球面-柱面(sphero-cylndrical)校正。優化空間的每個維度的範圍可以由眼睛護理專業人員來設定，或者由計算單元來預設。例如，用於建立優化空間的算法對每個維度的特定範圍可以是默認的，或者該默認能夠被眼睛護理專業人員基於專業人員對患者的經驗而推翻。每個範圍內的用於球面-柱面校正的值可根據需要建立。例如，每個維度可以包括預設數量的值(例如，10個或更多，100個或更多)，使得所述值之間的增量的改變由所述範圍確定。作為替代或者作為補充，所述值之間的增量的改變能夠被預設，在這種情況下，用於每個維度的值的數量通過設定所述範圍來確定。在一些實施例中，所述值可對應於每個維度中的範圍內的存貨透鏡(stock lens)值。
作為示例，優化空間能夠基於患者的預先存在的驗光單建立，其中用於球面和柱面的範圍圍繞預先存在的驗光單的球面和柱面值在-5D到+5D之間設定。所述值可以例如在每個範圍內增加0. 25D。
一般地，結果是產生由有限數量的(球面，柱面，軸)或(平均焦強(「M」)，J0, J45)坐標構成的優化空間，可以對於該坐標求評價函數的值。
在一些實施例中，優化空間由單個空間構成。例如，優化空間中的每個點可以是三分量向量，例如具有對應於球面、柱面和軸的多個分量，或者替代性地是Jackson柱面分量 (M, JO0，J45° )。
在某些實施例中，優化空間被劃分成多個優化子空間，例如劃分成兩個優化子空間。例如，第一子空間中的每個點可以是用於球面校正或脫焦的值，並且第二子空間中的點的分量可以是用於柱面和軸的值或者是Jackson柱面分量(J0°，J45° )。
在第三步驟中，在任一種情況下，表示用於優化空間或子空間中的每個坐標的光學校正的波前的表面被創建，並從原始波前中被減去，這產生一系列經校正的波前(步驟 130)。
然後，在第四步驟中，對這些波前中的每個，計算評價函數(步驟140)，該評價函數與視敏度、對比靈敏度或者視覺性能的另一測量相關聯，或者與視覺性能的這些測量的組合相關聯。
在第五步驟150中，在優化空間或子空間的點上所計算的評價函數的值以圖形的形式顯示在電子顯示器上，或者列印到永久的拷貝上。通常，評價函數的值的圖形表示是適於被顯示的信息的類型的形式。在實施例中，評價函數的值顯示為二維曲線或三維曲線 (例如，輪廓曲線或三維表面曲線)。
在一些實施例中，評價函數的值能夠在單個體積(volume)中顯示。例如，所述體積中的每個點可以具有坐標(球面，柱面，軸，評價函數)或(球面，J0，J45，評價函數)。
在某些實施例中，評價函數值能夠顯示在不止一個體積中。例如，在優化空間被劃分成兩個子空間的情況下，評價函數的表示可以包括對於子空間中的每一個的圖形顯示。 在一些實施例中，二維曲線(例如，線條圖)可以用於球面，其中線條中的每個點在(球面， 評價函數)方面來限定。在某些實施例中，三維曲線(例如，輪廓曲線)能夠用於柱面，其中表面中的每個點通過(柱面，軸，評價函數)或(J0，J45，評價函數)來限定。
通常，當優化空間被劃分成不止一個子空間時，用於第一子質(substance)(例如，球面)的校正應當首先被確定，然後在確定用於第二子空間(例如，柱面和軸)的校正之前從所測量的波前中被減去。
作為示例，圖3(a)和圖3(b)分別示出了對於圖1(a)和圖1(b)所示的波前，用於球面的優化空間的表示中的評價函數值。為了計算圖3(a)和圖3(b)所示的數據，對優化空間中的每個點，計算相應的經校正的波前。經校正的波前是被相應的球面校正值校正的已測量的波前。具體地，在某些實施例中，經校正的波前是原始波前，在該原始波前上，取決於優化空間中的點，球面表面(此處稱為球面校正值)被添加。任何在徑向延伸，r2，處的該球面表面的形狀通過下面的等式來給出 球面_ 形狀=新_26111丨1 5_ 脫焦 X(2Xr2_l)， 其中，新_26111丨1 5_脫焦通過-r02X[優化空間中的點(point_in_optimspace) ] / (4XSQRT(3))來給出，其中r 0是屬於已測量的波前的瞳孔的半徑，並且[優化空間中的點]是以屈光度(diopter)形式所給的優化空間中的點。
然後，計算用於每個所產生的經校正的波前的評價函數值。通常，評價函數值能夠以多種方式來計算。在某些實施例中，評價函數根據2007年8月17日提交的名為「用於對眼睛的視覺缺陷確定眼鏡驗光單的裝置和方法(APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING AN EYEGLASS PRESCRIPTION FOR A VISION DEFECT OF AN EYE) 」 的美國專利申請序列號為No. 11/840,688的申請中公開的方法來計算，在此通過參引的方式將該美國專利申請的全部內容併入。
例如，在一些實施例中，能夠對光穿過由眼睛和對應於鏡片驗光單的光學器件所代表的光學系統的不同傳播階段中的參數組中的一組確定至少兩個子度量。換句話說，光穿過由眼睛和光學器件代表的光學系統。當光線已經在由眼睛和校正代表的系統橫穿(傳播通過)不同的行進距離時，如通過質量度量(子度量)所表達的，此時考慮與理想情況相比的光線的偏離。在相反方向的傳播(例如，從由眼睛和光學器件代表的系統指向對象) 也是同樣可想像的。此處所考慮的傳播並沒有被綁在穿過由眼睛和校正所代表的系統的固定方向，而是能夠對於任何期望數量的方向執行(例如，在視線的通常方向上)。
這些子度量可以例如包括光線質量度量，如測量Mrehl比或封閉在愛裡斑(Airy disc)內的點圖像淘汰(wash-out)函數的能量的度量。
特別地，反映聚光(caustic)質量的總體度量(「聚光度量」)能夠根據早先確定的子度量的加權總和確定。在一些實施例中，在總體度量(聚光度量)的確定中，所有的子度量被給定相等的權重。在某些實施例中，優選傳播階段的子度量與該優選傳播階段之前和/或之後的傳播階段中的子度量相比，被給以更多的權重。如果例如使用考慮了不同平面中的圖像質量的子度量，那麼用於視網膜上的圖像的子度量(其對應於優選傳播階段中的子度量)與用於眼睛視網膜之前或之後的圖像的子度量相比，將優選地被給予更多的權重。權重比可以例如是60/40。
圖3(a)和3(b)中所示的曲線中的y軸顯示用於不同的經校正的波前的評價函數值。從圖中明顯看到，對於平滑的波前(例如，如圖3(b)所示)，存在清楚的最大值。然而， 從圖3(a)中明顯看到，對於包括較高階像差的波前，存在相對接近全局最大值的若干局部最大值。
此外，用於柱面的優化空間在存在較高階像差的情況下劇烈地變化。圖4(a)和 4(b)分別示出了用於圖1(a)和1(b)所示的波前的柱面和柱面軸的優化空間中的評價函數值。以與上面對於球面校正所描述的相似的方式計算圖形首先，對所測量的波前的平均球面進行校正。然後，計算用於不同的交叉柱面校正的已校正的波前。最後，從已校正的波前求評價函數的值。評價函數值顯示為極線圖中的輪廓。所述輪廓是評價函數的標準化的最大值的0. 1,0. 25,0. 50,0. 75和0. 95處的輪廓線。交叉柱面的值以振幅和軸的形式被計算，並顯示在極坐標中。如根據圖4(a)和4(b)的比較而明顯的是，與用於平滑波前(圖 4(b))的評價函數值相比，在存在較高階像差的情況下(圖4(a))，評價函數值的輪廓非常不規則。
再次參照圖2，在第六步驟中，眼睛護理專業人員使用評價函數的圖形表示作為最終確定用於患者的驗光單的引導(步驟160)。通常，眼睛護理專業人員將不僅僅基於評價函數值、而且還基於其他因素來確定驗光單。例如，眼睛護理專業人員將考慮諸如患者的既有驗光單、在其中很可能使用已配定的視覺輔助裝置的觀察條件(例如，明亮的條件，昏暗的條件)等因素和/或其他因素。
通常，除了顯示評價函數值之外，圖形表示還能夠對眼睛護理專業人員提供附加的信息。例如，在一些實施例中，所述表示包括例如(球面，柱面和軸)或(M，J0，J45)形式的優選校正的建議。所述建議可以對應於最大優質函數值或某一其它值。
作為另一示例，在一些實施例中，能夠示出模糊開始變為剛好可注意時的邊界內的校正範圍。作為替代或者作為補充，計算單元能夠示出大量不同的建議校正，所有這些建議校正都位於模糊開始變為剛好可注意時的邊界內。這種模糊邊界的坐標例如可以基於用於模糊的「剛好可注意的差別」(JND)心理測量函數，因為其與被繪製的度量的類型相關; 對於每種度量類型，這種函數通過試驗得出。作為替代或者作為補充，對於由諸如「有異議的模糊(objectionable blur) 」或「麻煩的模糊(troublesome blur) 」的主觀性標準所限定的閾上的模糊感知，模糊邊界的坐標可以通過試驗得出的心理函數來確定。
在一些實施例中，計算單元預先選擇並顯示所建議的校正，所述校正位於模糊開始變為剛好可注意時的邊界內，並且可以基於其他因素而是優選的。例如，計算單元可以顯示具有對於用於柱面的小的值的校正、具有最接近0°或90°的柱面軸(cylinder axis) 的校正、具有最大正平均球光焦度(spherical power)的校正、對應於相對較輕的眼用透鏡的校正、在特定的眼用透鏡設計上給出了相對較小的失真的校正、在驗光單將用於屈光外科手術的情況下對應於小的部分切除深度(ablation depth)的校正、最接近特定預設值的校正(例如，對應於存貨透鏡、眼內透鏡或其他透鏡)、和/或對應於上面提及的標準和/或其他標準的組合的校正。
在一些實施例中，對於同一隻眼睛的多個波前測量，求評價函數的值。例如，來自眼睛的波前能夠在不同的條件下測量多次。不同的條件可以對應於不同的瞳孔尺寸或者對應於觀察距離的範圍的參照對象聚散度(vergence)。例如，日光條件將對應於較小的瞳孔， 而昏暗的光條件將對應於較大的瞳孔。作為另一示例，波前測量可以在對象適應一系列不同適應性的刺激時進行，所述刺激對應於不同的觀察距離。隨後，眼睛護理專業人員可以在最終確定患者的驗光單時考慮不同的條件。
在某些實施例中，來自計算單元的輸出能夠被用來引導患者的附加測試。例如，計算單元可以將建議的校正引導給自動化的綜合屈光檢查儀，該綜合屈光檢查儀自動地開始該校正，以便對患者進行測試。在一些實施例中，計算單元以所建議的校正的組的形式將輸出提供給自動綜合屈光檢查儀，該綜合屈光檢查儀連續地設定校正，使得患者能夠通過例如觀看測試表或觀看測試近視的目標而主觀地決定他們喜歡這些校正中的哪一種。
其他的實施方式也是可能的。例如，在一些實施例中，計算單元提供輸出給頭戴式顯示器，該顯示器使用有源光學器件來以與綜合屈光檢查儀相似的方式設定校正，但是通過執行不同的視覺任務(例如，閱讀、觀看計算機屏幕或電視、觀看遠處的物體)而允許對於患者的更自然的測試條件。頭戴式顯示器不僅可以模擬例如球面、柱面和軸的建議驗光單，而且可以模擬患者將在稍後佩戴的鏡片的光學設計，例如漸進式玻璃鏡片。
在一些實施例中，波前傳感器和計算單元分別與綜合屈光檢查儀或頭戴式顯示器集成在一起。不同單元的集成可以改進驗光單確定過程的工作流程。作為示例，患者可以在波前的測量發生時通過綜合屈光檢查儀看到在無限遠的適當物體。接下來，優化空間或子空間上的評價函數被計算並以圖形的形式顯示給眼睛護理專業人員，並且第一建議校正自動地在綜合屈光檢查儀或頭戴式顯示器中設定。眼睛護理專業人員然後巡覽不同的建議校正，使得患者能夠主觀地確認這些校正。
視力表能夠被連接到綜合屈光檢查儀，使其自動地顯示適當的測試目標或用於建議校正的試視力字體，例如已經被優化以檢測視力的微小誤差的試視力字體或特定目標的大小。當優化空間的顯示器、綜合屈光檢查儀和視力表被從單個界面來控制時，例如在觸屏面板或計算機顯示器和鍵盤中控制時，則是有利的。該控制界面可以與計算單元和/或綜合屈光檢查儀或頭戴式顯示器集成在一起。
儘管上文的論述涉及用於校正達到二階像差的實施例，但是一般地，本發明不限於二階像差。例如，在一些實施例中，所述方法可以擴展到允許使用更高階像差的屈光。在這些情況下，優化空間被擴展一個或多個另外的維度，例如，對於諸如球差和/或彗差的更高階像差。這種更高階屈光然後被眼睛護理專業人員用來通過根據所配定的更高階像差校正改變瞳孔的平面中的入射波前的相位而指定包括更高階校正的眼睛矯正。
另外，儘管上述實施例是關於眼鏡視覺輔助裝置，但是一般地，本發明的技術也能夠應用於確定用於隱形眼鏡或屈光手術的驗光單。
已經描述了大量的實施例。其他的實施例在權利要求中。
權利要求
1.一種確定用於眼睛的鏡片驗光單的方法，所述方法包括獲取對表示眼睛的屈光特性的波前的測量；建立對應於用於眼睛的多個可能驗光單的優化空間；為所述優化空間中的可能驗光單中的每一個，確定評價函數的值，其中所述評價函數值對應於當利用對應的可能驗光單進行校正時眼睛的視覺功能；產生所述評價函數值的表示；以及向眼睛護理專業人員輸出所述表示。
2.如權利要求1所述的方法，其中，建立所述優化空間包括限定用於表徵所述驗光單的一個或多個參數的範圍。
3.如權利要求2所述的方法，其中，表徵所述驗光單的所述一個或多個參數包括從由球面、柱面、軸、M、JO和J45構成的組中所選擇的一個或多個參數。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述優化空間是單個空間。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述單個空間是具有三個或更多個維度的空間。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述三個或更多個維度包括球面、柱面和軸。
7.如權利要求5所述的方法，其中，所述三個或更多個維度包括M、JO和J45。
8.如權利要求1所述的方法，其中，所述優化空間包括兩個或更多個子空間。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述子空間中的一個包括用於球面的維度。
10.如權利要求9所述的方法，其中，所述子空間中的另一個包括用於柱面的維度和用於軸的維度。
11.如權利要求8所述的方法，其中，所述子空間中的一個包括用於M的維度。
12.如權利要求11所述的方法，其中，所述子空間中的另一個包括用於JO的維度和用於J45的維度。
13.如權利要求1所述的方法，其中，確定用於所述評價函數的值包括確定多個經校正的波前，每個所述波前表示眼睛的屈光特性和對應的可能驗光單。
14.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示是圖形表示。
15.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於來自所述表示的最大評價函數值的驗光單。
16.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於視力變得模糊時的驗光單的一個或多個驗光單。
17.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示被輸出，使得眼睛護理專業人員能夠識別對應於具有相對較小的柱面值、具有相對接近0°或90°的柱面軸、具有相對較大的正平均球光焦度、對應於相對較輕的眼用透鏡、在特定眼用透鏡設計上給出了相對較小的失真、對應於屈光手術的小部分切除深度、和/或相對接近特定的預設值的驗光單的一個或多個驗光單。
18.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示包括一個或多個曲線，該曲線將評價函數示出為限定所述優化空間的一個或多個參數的函數。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述一個或多個曲線包括二維曲線。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述二維曲線將評價函數值示為球面的函數。
21.如權利要求18所述的方法，其中，所述一個或多個曲線包括三維曲線。
22.如權利要求21所述的方法，其中，所述三維曲線將評價函數值示為柱面和軸的函數。
23.如權利要求1所述的方法，其中，所述表示基於表示眼睛的屈光特性的多個波前的測量而產生。
24.如權利要求23所述的方法，其中，不同的波前對應於眼睛的不同觀察條件。
25.如權利要求1所述的方法，還包括基於所述表示執行對眼睛的附加測試。
26.如權利要求25所述的方法，其中，所述附加測試利用自動的綜合屈光檢查儀來執行。
27.如權利要求25所述的方法，其中，所述附加測試利用平視顯示器執行。
28.一種電子處理系統，其配置為執行如權利要求1所述的方法。
29.一種計算機可讀介質，其具有用於執行權利要求1的計算機可執行指令。
30.如權利要求觀所述的電子處理系統，其中，執行權利要求1的方法包括在網絡上發送數據。
31.如權利要求觀所述的電子處理系統，包括具有顯示設備和輸入設備的計算機，所述計算機配置為執行所述方法中的一個或多個步驟。
32.一種系統，包括波前像差計，其配置為在所述系統運行期間測量表示眼睛的屈光特性的波前； 計算單元，其配置為使得在所述系統運行期間，由該計算單元接收來自所述波前像差計的關於所測量的波前的信息，並確定用於眼睛的多個可能驗光單的評價函數的值，每個評價函數值對應於當利用對應的可能驗光單進行校正時眼睛的視覺功能；以及輸出設備，其配置為使得在所述系統運行期間，由該輸出設備接收基於所述評價函數值的信息，並向眼睛護理專業人員輸出所述評價函數值的圖形表示。
33.如權利要求32所述的系統，其中，所述波前像差計是Hartmarm-Shack傳感器、 Tscherning像差計、Talbot像差計，或者雙通像差計。
34.如權利要求32所述的系統，其中，所述計算單元包括電子處理器和計算機可讀介質，所述計算機可讀介質存儲指令，所述指令在被所述電子處理器執行時使所述電子處理器基於來自所述波前像差計的信息確定所述評價函數的值。
35.如權利要求32所述的系統，其中，所述輸出設備包括電子顯示器。
36.如權利要求32所述的系統，其中，所述輸出設備包括印表機。
全文摘要
在一個方面，本發明的特徵在於一種用於確定用於眼睛的鏡片驗光單的方法。所述方法包括獲取表示眼睛的屈光特性的波前的測量，建立對應於用於眼睛的多個可能驗光單的優化空間，對於所述優化空間中的每一個確定可能驗光單的評價函數的值，其中所述評價函數值對應於當利用相應的可能驗光單進行校正時眼睛的視覺功能，產生所述評價函數值的表示，以及向眼睛護理專業人員輸出所述表示。
文檔編號A61B3/103GK102186408SQ200980141458
公開日2011年9月14日 申請日期2009年8月10日 優先權日2008年8月15日
發明者J·M·卡貝扎-吉倫, T·卡拉策爾, M·莫裡斯 申請人:卡爾蔡斯視覺股份有限公司