台湾专利TW201306792A 用於特徵化眼睛相關系統的系統及方法

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专利摘要:
此處描述者為用於物品分析系統的導光總成。該導光總成包括多個光中繼總成。各個光中繼總成包括至少一個光學元件，係經組配來中繼從一光傳輸系統至一物品的一查詢光束，且中繼從該物品至該光傳輸系統之一回送光束，該回送光束係由該查詢光束由該物品的反射或反散射所產生。各個光中繼總成界定由該光中繼總成所中繼的查詢光束到達該物品的一查詢角，及一光徑長度係為透過該光中繼總成由一查詢光束從該光傳輸系統行進至該物品的距離。該等多個光中繼總成係進一步經組配來使得一給定光中繼總成的該光徑長度係與該等其它光中繼總成的該等光徑長度具有一預先界定的關係。
公开号:TW201306792A
申请号:TW101124626
申请日:2012-07-09
公开日:2013-02-16
发明作者:Darrin Mark Falk；Klaus Ehrmann；Cathleen Fedtke
申请人:Holden Brien Vision Inst；
IPC主号:A61B3-00

专利说明:
用於特徵化眼睛相關系統的系統及方法發明領域
本發明係有關於用於特徵化眼睛相關系統的方法、儀器及系統。發明背景
眼睛或眼睛相關系統的光學特徵化乃評估眼睛健康狀況及診斷病理變化的重要步驟。
檢查眼睛來光學特徵化眼睛，可包括前眼及後眼的視力檢查來評估眼睛健康狀況及診斷病理變化。檢查也可包括眼睛之光學及解剖特徵的量化。此點典型地涉及屈光測量術；換言之，由一查詢射線所行經的部分或整個光徑之光功率的決定。此點例如包括對映或空間地解析眼睛相關系統一區或一表面上的屈光率，偶爾稱作為波前像差計量術。眼睛的光學及特性的決定也可包括眼睛相關系統的多項度量的決定，諸如眼睛相關系統長度(亦即從角膜前表面至視網膜後表面的距離)、角膜的外形及/或厚度、瞳孔大小、及前房深度。此等度量對某些手術(例如水晶體置換術或燒蝕雷射治療)可為相當重要。
眼睛檢查的數種市售儀器為可購得。此等儀器包括隙燈生物顯微鏡、前節及視網膜OCT儀器、角膜計、自動折射器、螢光光度計、檢眼鏡、及低同調長度及厚度測量儀。全部此等儀器係設計來於單一位置且以單一通常為中心視野角做觀察或度量。若欲評估眼睛的其它部分或不同角度，則儀器須旋轉且重新定位，或病人須轉動眼睛或轉頭。如此限制可獲得此種測量/觀察的速度及重複再現性。
速度及重複再現性具關鍵重要性的眼科檢查的一個特定面向為周邊屈光之度量。測量眼睛的低階像差之自動折射器及用於高階像差測量的哈特曼-謝克(Hartmann-Shack)像差計常用在測量中心軸線上屈光像差及波前像差。曾經描述數種方法來修正目前儀器使得適用以測量周邊屈光。此等方法通常涉及病人轉動眼睛或轉頭來固定於目標，該目標係非在觀察角的軸線上。藉移動固定目標，對各個周角及方向可獲得若干度量。典型地，此等度量係循序地進行，因固定、調節及對準的起伏波動，且因測量時間的延長而導致不準確。
專利公告案WO 2008/116270 A1名稱「特徵化眼睛相關光學系統」描述藉掃描測量光束橫過眼睛的視野，可測量於眼睛於多個視野角的屈光。但本案中所述方法及儀器有若干限制為，不允許在不同視野角的觀察/度量間維持清晰聚焦，且取自反射波前及/或影像的度量準確度相當有限。
從多個視野角做測量及/或觀察，期望提出可特徵化眼睛相關系統的方法及/或系統。此外，期望能夠以相對高準確度及/或以相對短度量時間做測量及/或觀察。
本說明書中述及任何先前技術並非且不應視為承認或任何形式的提示此一先前技術構成澳洲或任何其它行政管轄範圍的普通常識的一部分，或此一先前技術可合理地預期為由熟諳技藝人士確定、瞭解且視為相關聯。發明概要
於一個面向中，本發明提出一種用於一物品分析系統的導光總成，該導光總成包括：多個光中繼總成，各個光中繼總成包括至少一個光學元件係經組配來：中繼來自一光傳輸系統之一查詢光束至一物品；及中繼來自該物品之一回送光束至該光傳輸系統，該回送光束係由該查詢光束藉該物品的反射或回散射所產生，其中各個光中繼總成係界定：由該光中繼總成所中繼的查詢光束到達該物品的一查詢角，及一光徑長度係為透過該光中繼總成由一查詢光束從該光傳輸系統行進至該物品的距離，及其中該等多個光中繼總成係進一步經組配來使得一給定光中繼總成的該光徑長度係與該等其它光中繼總成的該等光徑長度具有一預先界定的關係。
於一第二面向中，本發明提出一種用於光學分析一物品的一物品分析系統，該物品分析系統係包括：如前段描述之一光導；一光源適用以產生一來源光束且沿一來源光束路徑傳播一來源光束至一光傳輸系統，該光傳輸系統係光學地連結至該來源光束路徑且適用以產生且導引於該導光總成中的各個光中繼總成的查詢光束，該光傳輸系統進一步係適用以接收來自該等光中繼總成的回送光束及沿該來源光束路徑導引該等回送光束；一檢測器用以檢測各個回送光束且產生指示各個檢測得的回送光束之一檢測器輸出資料，及與該檢測器通訊之一處理系統，該處理器係適用以：接收該檢測器輸出資料；比較與各個檢測得的回送光束相關資料與產生該回送光束之該查詢光束的代表性資料；及產生一分析輸出指示成對回送光束資料及相對應於的查詢光束資料間的像差。
如此處使用，除非上下文另行要求者外，「包含」一詞及該術語之變化詞諸如「包含」的進行式、第三人稱及過去式並非意圖排除額外添加物、成分、整數或步驟。
本發明之其它面向及先前各段描述的該等面向之其它實施例由後文詳細說明部分，藉舉例說明給定及參考附圖將更為彰顯。圖式簡單說明
第1圖為依據本發明之一實施例，含括一光學信號的觀察與度量系統之部分頂視圖。
第2圖為透視圖闡釋第1圖之系統的導光總成之一部分。
第3圖為第1圖闡釋之導光總成之光中繼總成的平面圖。
第4圖為設有第3圖之光中繼總成的一光徑之示意代表圖。
第5圖為依據本發明之一實施例之觀察與度量系統的略圖。
第6圖為依據本發明之實施例，適用於觀察與度量系統的運算裝置之一實施例的方塊圖。
第7圖為第5圖之觀察與度量系統之放大部分視圖，闡釋額外特徵結構/精化細分。
第8A圖為依據本發明之又一實施例之觀察與度量系統的圖解側視圖。
第8B圖為依據本發明之又另一實施例之觀察與度量系統的圖解側視圖。
第9A及9B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第10A及10B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第11A及11B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第12圖分別地提供依據本發明之又另一實施例一種導光總成之部分平面圖。
第13A及13B圖分別地提供依據本發明之又另一實施例一種導光總成之部分頂視圖。
第13C圖提供一光徑長度調整總成的仰視圖。較佳實施例之詳細說明
本發明之實施例提出特徵化眼睛相關系統之系統及方法。眼睛相關系統的特徵化可涉及觀察該眼睛相關系統及/或度量該眼睛相關系統。
「眼睛相關系統」一詞係用於此處描述多個眼睛系統諸如人眼及動物眼，或為單獨或結合人工水晶體而有或無手術或其它修正，或為實體眼睛模型或為模擬眼睛而有或無修正來模擬光學病症及/或矯正措施。
第1及2圖個別地提供依據本發明之一個實施例，一種觀察與度量系統100之部分頂視圖及透視圖。於本實施例中，系統100係闡釋於使用中特徵化一眼睛相關系統106(當然該眼睛相關系統106本身並非系統100的一部分)。
系統100包括一導光總成102係由排列成光中繼總成116之一陣列的多個光學元件104組成。於該導光總成102中的該等多個光學元件104係經配置來導引來自一光傳輸系統(容後詳述)的查詢光束至一眼睛相關系統106，且導引來自該眼睛相關系統106的回送光束至一光束檢測系統(容後詳述)。
查詢光束係以箭頭108指示，而回送光束係以箭頭110指示。於本實施例中，查詢光束108係藉位在該系統100之一光軸114上的一掃描鏡112而從該照明源導引至該導光總成102的該等光學元件104。於該具體實施例中，在該等查詢光束從該導光總成102被導引至該眼睛相關系統106的相同掃描平面上，查詢光束108係從該掃描鏡112被導引至該導光總成102。回送光束110係藉相同掃描鏡112而從光學元件104被導引至該光束檢測系統。但容後詳述，其它配置係屬可能。
查詢/回送光束係藉導光總成102導引，使得光束係於多個查詢角而進入至/返回自眼睛相關系統106。容後詳述，查詢光束108典型地係循序從一個光中繼總成116導引至下個光中繼總成，藉此循序地產生該等查詢光束108及回送光束110。各個光中繼總成116的光學元件104係配置成提供於各個查詢角，查詢光束(及因而回送光束)的光徑長度間之一預定光徑長度關係。舉例言之，該預定光徑長度關係可為在各個查詢角，查詢/回送光束的光徑長度皆係相等。
本實施例之各個光中繼總成116包括多個光學元件104，該等光學元件104的功能係(i)偏轉來自一光源(參考下文)之一照射光束作為一查詢光束進入該眼睛相關系統106；及(ii)偏轉來自該眼睛相關系統106的反射的或回散射的回送光束至一檢測器構件(參考下文)。查詢光束相對於光軸114的角度係藉於各個光中繼總成116中的光學元件104之位置及角度二者決定。藉此方式，系統100可經組配來以高達且超過50度、90度、或甚至高達或約180度的外周角查詢一物品(諸如該眼睛相關系統)。系統100的一項非限制性應用係在決定眼睛特徵，其中10度至40度間之角度通常即足。
於本特定實施例中，提供十一個光中繼總成116A至116K(為求清晰，於第1圖中，中繼總成116A至116K係以只出現在相關中繼總成的中心光學元件上的字母「A」至「K」表示)。一個光中繼總成116F係位在眼睛相關系統106的光軸114上，而其餘十個光中繼總成係對稱性地及外側地延伸在光軸114的任一側上(中繼總成116A至116E係分散在該中心總成116F的一側上，而中繼總成116G至116K係分散在該中心總成116F的對側上)。由例示說明的光中繼總成所提供的查詢角係於約-50度至+50度之範圍(從光軸114測量)，增量為10度(亦即-50、-40、-30、-20、-10、0、+10、+20、+30、+40、及+50度的查詢角)。須瞭解於系統100之另一個實施例中，且依據關注的應用，可提供更大或更小的視野角範圍，及/或有更大或更小的增量幅度。
導光總成102的光學元件104係配置成使得掃描鏡與導光總成102間的查詢光束係為實質上共面，如同導光總成102與眼睛相關系統106間的查詢光束般。如此許可研究眼睛相關系統106的一個子午線，於該具體實施例中為水平。在眼睛相關系統106的接觸點/進入點，該等查詢光束之共用平面將被稱作為系統100的掃描平面。眼睛相關系統106的非水平子午線(掃描平面)及極角可藉單純環繞眼睛相關系統106的光軸114旋轉總成100(或其相關組件)而予研究。為了輔助此項旋轉，於若干實施例中，系統100(或其相關組件)可安裝在萬向架或樞軸上來許可系統100環繞其光軸樞轉/回轉，因而許可觀察/度量垂直及/或傾斜軸/子午線。
第3圖提供依據本發明之一個實施例單一光中繼總成302(光中繼總成302表示第1圖所示各11個光中繼總成116)之仰視圖。如圖可知，光中繼總成302包括三個主要光學元件：一來源鄰近元件304、一中心元件306、及一眼睛相關系統鄰近元件308。此外，於來源鄰近元件304與系統鄰近元件308的任一側上，本實施例之系統100包括來源鄰近中繼元件310及系統鄰近中繼元件312。中繼元件310及312乃中繼透鏡，該等元件捕捉且重新聚焦查詢/回送光束來減少光束直徑的過度加大。
於替代實施例中，來源鄰近中繼元件310及元件304可以例如呈非球面(像散)凹面鏡形式的單一光學元件置換。遠端鄰近中繼元件312及元件308亦復如此。光中繼總成302中繼(或導引)來自掃描鏡112的查詢光束108至眼睛相關系統106，及導引來自眼睛相關系統106的回送光束110至掃描鏡112。更明確言之：○來源鄰近元件304係配置來導引來自掃描鏡112的查詢光束108至中心元件306，及導引來自中心元件306的回送光束110至掃描鏡112；○中心元件306係配置來導引來自來源鄰近元件304的查詢光束108至眼睛相關系統鄰近元件308，及導引來自眼睛相關系統鄰近元件308的回送光束110至來源鄰近元件304；及○眼睛相關系統鄰近元件308係配置來導引來自中心元件306的回送光束110至眼睛相關系統106，及導引來自眼睛相關系統106的回送光束至中心元件306。
於本實施例中，來源鄰近元件304係配置沿相同傳輸平面來在相同平面導引查詢/回送光束來回於掃描鏡112(亦即在該掃描鏡112與該來源鄰近元件304間行進的查詢/回送光束部分為共面)。於此種情況下，傳輸平面係與系統100的掃描平面共面。同理，眼睛相關系統鄰近元件308係沿相同平面設置而在相同平面導引查詢/回送光束來回於眼睛相關系統106(亦即在該等眼睛相關系統鄰近元件308與該眼睛相關系統106間行進的該等查詢/回送光束部分係沿該系統的掃描平面為共面)。但該等中心元件306並不與該系統的掃描平面共面。反而中心元件306係位在垂直掃描平面的一平面。如此，在來源鄰近元件304與眼睛相關系統鄰近元件308間，查詢/回送光束當被導引來回於該等中心元件306時係離開該系統的掃描平面。
如於第1圖可知，各個光中繼總成的該等來源鄰近中繼元件310係與掃描鏡112等距(相對於掃描鏡112徑向配置/定位)。同理，各個光中繼總成的該等眼睛相關系統鄰近中繼元件312係與眼睛相關系統106等距(再度係藉系統鄰近元件的徑向配置)。藉此方式排列光學元件104，且參考第4圖，針對於導光總成102內的各個光中繼總成116：(掃描鏡112與各個來源鄰近中繼元件310間的)光學距離D為相同；及(眼睛相關系統106與各個系統鄰近中繼元件312間的)光學距離C為相同。
但針對於導光總成102內的各個光中繼總成116，(來源鄰近中繼元件310與系統鄰近中繼元件312間的)實體距離A係隨由該中繼總成所提供的查詢角而各異。為了提供各個光中繼系統116A至116K的光徑間之預定光徑長度關係(亦即第4圖中光徑D→B4→B3→B2→B1→C)，各個光中繼總成116之一或多個光學元件的位置可視需要調整。典型地，調整來提供光徑長度關係的光學元件將為中心光學元件306(用來調整距離B2及B3)，但此外或另外，來源鄰近元件304及/或眼睛相關系統鄰近元件308的位置可經調整(來分別地調整距離B4及B1)。如前記，中心光學元件306的位置可於系統100之掃描平面的正交平面調整。
於本實施例的脈絡(亦即評估眼睛相關光學系統)中，預定光徑長度關係典型地為各個光中繼總成116A至116K(亦即於各個查詢角)的光徑長度D→B4→B3→B2→B1→C為相等。藉由非限制性實例，各個光學元件間距可為如下(全部數值皆以毫米為單位)：
藉由調整各個查詢角的光徑長度為相等，跨全部查詢角可維持相對清晰聚焦，且從反射波前或影像可做準確度量。此點係與例如WO 2008/116270所述系統相反，其中光徑長度係在不同查詢角間改變，妨礙聚焦與準確度量。藉由維持在全部查詢角間前部眼睛相關系統的清晰聚焦，可達成儀器軸線與瞳孔中心的更準確對齊。此點對準確屈光及波前的度量相當重要(例如由C.Fedtke、K.Ehrmann、A.Ho、B.Holden，周邊屈光計量術中側向瞳孔對齊公差，Optom Vis Sci.2011；88：E570-579，AAO報告2010年驗證)。
於該具體實施例中，眼睛與掃描鏡間的光學系統大致上為對稱，亦即左側與右側的中繼透鏡之徑長、鏡角、及焦距實質上為相同。雖然此種對稱性或實質上對稱性設計有其優點(在於中繼/鏡系統的光學失真及像差減少)，但此種對稱性並非必要。
此點主要係為防止他人保護該特定設計特徵，不確定是否必要含括作為申請專利範圍的子項。
於替代實施例中，預定光徑長度關係可為存在有於各個查詢角的光徑長度差異。如此例如可體現來補償所觀察的物品的不同視野角度間的任何預期偏差，藉此縮小要求的系統100動態範圍。舉例言之，特定眼睛相關系統通常具有在周邊比較中心屈光更加近視屈光，例如於±50度比較於0度更加近視2.00D。於此種情況下，在此二角度的光徑長度可經調整，使得波前檢測器測得與中心相同的屈光。為了獲得實際度量結果，從波前檢測器讀數中扣除2.00D。因此可度量動態範圍增加2.00D。
容後詳述，光中繼總成的其它配置當然也屬可能。
多個光學元件104可適當地用在導光總成102。典型地光學元件104係為鏡子(特別平面鏡)，鏡子不易產生分散及/或彩色效應。也可/另可使用其它光學元件，諸如稜鏡、非球面(像散)凹面鏡等。
轉向第5圖，顯示利用前述導光總成的系統100之平面圖解。但須瞭解系統100的多個變化(及替代)係屬可能，後文中將參考第8A及8B圖以非限制性實例描述其中二者。
系統100包括一光源502，透過分束器506導引準直來源光束504至一光傳輸系統，該光傳輸系統於本例中為傳輸來自光源的光的振盪掃描鏡112。掃描鏡112係藉致動器510移動而產生照射光束或查詢光束108，係在導光總成102的連結光中繼總成116間掃描而產生一串列查詢光束108，該查詢光束被導引入在期望範圍的入射角的眼睛相關系統106內部及視網膜512上。如此掃描鏡112形成該查詢光束108的一點光源或共通點，且形成全部回送光束110的一共通點(指示於X)。如此，從視網膜512回送的各個回送光束110透過導光總成102及掃描鏡112回送至分束器506，藉此分束器，回送光束通過聚焦系統514轉向至光檢測器516。聚焦系統514包括一活動式透鏡總成518，該透鏡總成可軸向來回移動通過一焦點範圍，如箭頭510指示。來源光束504(及因而查詢光束108及回送光束110)可具有任何期望的點狀、盤狀或環狀截面。於若干應用中，例如常用在已知自動折射器(諸如新日本(Shin-Nippon)SRW-5000)的環狀截面光束為適宜，原因在於該光束可以實質上標準方式分析與處理。如後文參考第8B圖說明，於替代實施例中，光檢測器516係以波前感測器替代，波前感測器諸如哈特曼-謝克或等效系統，可決定屈光及更高階像差。
於多個情況下，較佳係一次產生一個查詢光束108，使得任何瞬間檢驗進入眼睛相關系統106的總光強度為最小化。循序地產生也加強光檢測器516區別不同回送光束110的能力。但從一個光中繼總成116至下個光中繼總成掃描照射光束並非必要，原因在於查詢光束的循序產生可以其它方式達成，例如在陣列之前及/或之後使用電子快門，或使用移動式光束偏向器元件。藉此等方式中之任一者，可於寬廣查詢角範圍產生快速序列的查詢光束，掃描速度大為藉可檢測回送光束及所記錄的相聯結的資料速率決定。掃描及檢測較佳係藉運算系統或在運算系統的控制之下進行，諸如後文討論的電腦處理系統520或其它數位處理器/控制器。
經常快速掃描為合所需，原因在於許可整個處理程序中活生生的自然眼球良好地固定。系統許可眼睛相關系統之光學特性實質上即時運算與對映，而整個查詢及檢測順序只耗時數秒時間。該具體例系統可經組配/操作使得查詢及檢測順序的進行耗時少於1秒，少於0.5秒，及/或0.1至0.2秒。
雖然相信掃描乃速度限制性，但數個光束偏向元件可一次照射來產生多個同時回送光束，該等回送光束將需區別用於分開檢測。此項目的可藉使用電子快門來斬波或脈衝編碼該等回送光束中之一或多者而予達成。選擇性偏極化也可採用來區別回送光束，也可藉適當電子快門作為選擇性極化器而予體現。至於替代方案，也可藉多色查詢光束、各個查詢/回送路徑有一帶通濾波器、或藉轉輪定置在該共通回送路徑且含多個濾波器而做選擇。
雖然本實施例使用掃描鏡112作為光傳輸系統，但一次傳輸一個查詢光束108進入眼睛相關系統106內，及相對應回送光束110順序的產生可以多個方式執行。第一(容後詳述)，光傳輸系統可包含光束掃描器，該光束掃描器導引單一狹窄照射光束從一個光中繼總成116至另一者。第二，多個光中繼總成116可被一次照射，下游查詢光束108經閘控來執行眼睛相關系統106的掃描與一序列回送光束110的產生。此項目的之達成方式例如可藉由在光中繼總成116與眼睛相關系統106間插入電子控制式LCD快門，且使用該電子快門作為掃描構件，藉此一次一個，來自光中繼總成116的查詢光束108被容許進入眼睛相關系統106內。如此，光傳輸構件並非必要含括掃描構件，可能將掃描功能分散在掃描構件及/或快門等間。
藉此方式，相對於光軸114以連續變大/變小的角，成對接續的查詢/回送光束當其射入與射出眼睛相關系統106時發散/會聚。於許多情況下，從一個角至下一個相鄰角(亦即從一個光中繼總成116至相鄰光中繼總成116)的循序掃描可能方便，但多個其它掃描順序可用來最小化可能由於固定循序掃描所造成的偏移。雖然使用掃描器諸如掃描鏡112容易達成一次照射多於一個光中繼總成116，但在完成時需要區別所造成的多個同時回送光束。此項目的可藉使用快門作為光束斬波器(或其它構件，諸如選擇性極化器、色彩鍵控、及/或色彩濾波器元件)來差異地編碼在檢測系統需要彼此區別的各個回送光束。
舉例言之，將描述兩項折射技術。
環型自動折射器：當接收各個回送光束110時，聚焦透鏡總成514係沿光軸方向移動來變更在檢測器516接收的影像522之焦點。常見地，針對三個回送光束影像焦點各自記錄該影像遠心聚焦總成514的三個位置：一個位置於該處該影像(點或環)出現在最清晰的焦點，第二位置於該處影像出現在最佳聚焦於一條子午線，及第三位置於該處影像最佳地聚焦於一條不同子午線，通常係與該第一子午線正交的一條子午線。透鏡總成514的三個位置個別指示眼睛相關系統106的球面等效倍率、該折射的矢狀像散成分及切線像散成分。雖然聚焦總成的位置係指示眼睛相關系統106的球面及/或柱面等效倍率，但較佳係藉觀察形成於視網膜512上的影像大小來決定倍率。點/影像大小關係眼睛相關系統106的球面等效倍率的意義可以下述基礎方式瞭解。若進入眼睛相關系統106的查詢光束108為會聚，正常的或正視的眼睛相關系統106將在視網膜512上形成標稱大小的影像。而近視的眼睛相關系統106將形成大於標稱大小的影像，而遠視的眼睛相關系統106將形成小於標稱大小的影像。
像差計：當各個回送光束110被接收時，聚焦透鏡總成514係沿光軸方向移動來提供波前散焦的預補償，減少波前散焦至藉檢測器516可量測的範圍。常見當決定眼睛相關系統106的屈光態時，記錄且考慮聚焦總成514的位置。檢測器516可為波前感測器諸如哈特曼-謝克或其它等效感測器或系統。
系統100也包括一電腦處理系統520，其係連結來接收與分析檢測器516的輸出，且控制系統100的各個組件。舉例言之，第6圖顯示適用於系統100的電腦處理系統520之方塊圖。電腦處理系統520包括至少一個處理單元602。該處理單元可包括單一處理裝置(例如微處理器或其它運算裝置)，或可包括一群組或群簇處理裝置。此外，該處理單元可只包括本地處理裝置，或可包括系統520所可存取且可使用的(以共享或專用方式)分散式處理裝置。
通訊匯流排604提供該系統之各個組件，諸如處理單元602、系統記憶體606、依電性記憶體608(例如隨機存取記憶體(RAM)包括一或多個DRAM模組)及非依電性記憶體610(例如一或多個硬碟機、固態磁碟機、或其它非依電性儲存裝置)間之通訊(亦即資料傳送)。儲存於例如系統記憶體606中的基本輸出入系統(BIOS)提供基本常式，諸如於開機期間協助在系統520內部的各個組件間傳送資訊。
電腦處理系統520也包括一或多個輸出入介面612，藉此輸出入介面612，周邊裝置可連結至該電腦處理系統520。如將瞭解，可使用廣泛多種周邊裝置，包括有其本身的記憶體及/或處理單元之智慧型輸出入裝置。藉非限制性實例，系統520可提供介面來許可下列裝置的連結：一或多個使用者輸入裝置614(例如鍵盤、滑鼠、麥克風、觸控螢幕等)；一或多個使用者輸出裝置616(例如顯示器單元諸如CRT、LCD、或LED螢幕及/或揚聲器)；及一或多個儲存裝置618(例如硬碟機、固態磁碟機、CD(透過CD驅動器)、DVD(透過DVD驅動器)、藍光碟(透過藍光驅動器)、快閃記憶體裝置等)。
於本實施例中，處理系統520也與裝置516的額外周邊裝置(接收檢測得的資料)、透鏡總成518(來在伺服器控制下許可其控制)及致動器510(來許可控制掃描鏡112而確保照射及回送信號檢測的正確時間)通訊。也提供光源502與處理系統520間之連結，原因在於通常方便地確保來源光束504係正確組態，及目前來源光束截面圖案之表示型態係儲存用來與在光檢測器516拍攝的影像522做比較。
周邊裝置的實際連結可使用標準連結介面以標準資料傳輸協定達成，諸如串列連結、並列連結、伊莎塔(e-Sata)連結、USB連結、火線(FireWire)連結等。另外，若干周邊裝置可使用獨特連結及/或資料傳輸協定。
系統520也包括至少一個通訊介面620，可為網路介面卡，許可有線或無線連結至網路。與網路(及其它連結網路的裝置)通訊將典型地藉列舉於電腦網路的OSI模型各層的協定。舉例言之，由處理單元602執行的應用程式/軟體程式可使用一或多個傳輸協定通訊，例如傳輸控制協定(TCP，定義於RFC 793)或用戶資料訊息協定(UDP，定義於RFC 768)。
導光總成102的光學元件104可固定式地安裝於導光總成102中的位置。另外，部分或全部光學元件104可安裝於致動器上來許可改變光學元件104的角度及/或位置。於此種情況下，致動器典型地係與處理系統520通訊來許可控制致動器(及藉因藉處理系統520控制光學元件104的角度及/或位置)。可使用多種致動器，例如固態裝置，諸如鈦酸鋇壓電致動器。
若有所需，來源光束路徑504可藉將檢測系統定位在與於掃描鏡112的來源光束不同角度而與該觀察路徑(亦即回送光束至檢測器516的路徑)分開一或數個階級角度。若該系統將用在隙燈等應用或用於辛福拉(Scheimpflug)照相術時此點為有用。
於使用中，可決定眼睛相關系統106的屈光誤差及其它像差，及若有所需，針對各個光中繼總成，藉由比較查詢光束與其相對應回送光束來對映至一表面。此點可藉比較波前、相對位移、角度、位置或截面形狀。因來源光束及查詢光束將具有實質上相同的光性質，可方便地使用來源光束作為此種比較中的查詢光束的代理。確實地，儲存有關該來源光束的資料作為此種比較基礎通常即足。因此述及比較回送光束與查詢光束，須瞭解包括比較一回送光束與該來源光束之相關資料。
第7圖為第5圖所示系統100之放大部分視圖，包括額外特徵結構/精化細分。於第7圖之實施例中，系統100進一步包括一可移動的固定目標702位在一凝視光束路徑704上，該光徑係藉第一額外分束器706而光學耦合至回送光束路徑110及在光軸114。固定目標702對齊具有光軸704眼睛相關系統106的凝視或軸線，系統100係定位在光軸704上且控制視力調節。於凝視路徑704中的第二額外分束器710導引眼睛相關系統106的影像至檢測器712(例如CCD)上，許可監視凝視方向及眼睛對齊。光學或聲學距離感測器714(另外或此外)可用來指示例時眼睛相關系統106顯然為軸向對齊。典型地，感測器714及檢測器712係連結至處理系統520，如標記為P的箭頭指示，使得一旦證實固定時，可自動開始測量週期。固定目標702(或一致動器控制其移動)也可連結至處理系統520來許可若有所需時自動調整目標702的位置。
藉由使用可沿光軸而在不同距離間移動/切換的固定目標，該系統許可在各種調節態下進行屈光度量。
第8A及8B圖提供依據本發明之其它實施例，觀察與度量系統800及850之圖解側視圖。
第8A圖之系統800包括系統100之多個組件(當合宜時採用相似的元件符號)，但更包括干涉儀光束路徑802用於眼睛長度的度量。
干涉儀光束路徑802係配置成與由低同調光源502所發出的來源光束504實質上夾角直角。包括(i)在掃描鏡112前方配置於光束504的額外分束器804；(ii)分散補償元件806；(iii)額外可移動鏡808；及(iv)額外光檢測器810(如箭頭P指示，連結至電腦處理器520)。如箭頭812指示，鏡808係藉致動器814，在處理系統520(連結至處理系統520係以箭頭P指示)的控制之下，沿光束路徑802來回於分束器804移動。較佳地，致動器814係操作而來回地往復鏡808。
第8B圖之系統850也包括系統100的多個組件(當合宜時採用相似的元件符號)。於系統850中，光源852為超冷光二極體(SLD)係透過一快門856而導引來源光束至一分束器854；一偏振器858、及一孔隙860。分束器854導引來源光束至一振盪掃描鏡862(於本例中係透過孔隙855)，其又轉而發射光至導光總成864。導光總成864(只部分顯示)可為依據本發明之實施例中之一者的導光總成。如同前述系統，掃描鏡862產生照射/查詢光束，在導光總成864中的接續光中繼總成(或更明確言之，接續光中繼總成的來源鄰近中繼元件865)間掃描而產生一序列之查詢光束被導入眼睛相關系統106內。
眼睛相關系統106產生回送光束，該回送光束藉導光總成864及掃描鏡862而導引回分束器854。分束器854透過中繼透鏡870，導引該等回送光束至又一分束器868。
分束器868透過中繼透鏡874及孔隙875，導引回送光束至波前感測器872(本例為哈特曼-謝克感測器)。導光總成864(如同前文已述)的一項優勢係為各個掃描角的光徑長度相對於各個掃描角的其它光徑長度可維持相等或呈預定關係。如此減少聚焦需求，且許可使用波前感測器872，可用在眼睛相關系統106提供屈光及更高階像差的資訊。給定由導光總成864所提供的減少聚焦要求，並非嚴格需要聚焦透鏡系統(諸如第8圖之實施例的系統514)，但可含括來增加系統的動態範圍。
分束器868也透過聚焦透鏡878導引回送光束至一光檢測器876(本例為CCD)。光檢測器876轉而可鏈接至一或多個瞳孔對齊屏幕877用於監視凝視方向、外側眼睛對齊、軸向眼睛對齊、瞳孔直徑、及/或視線。
系統850也包括一可移動的固定目標880位在藉分束器882光耦合的一凝視路徑上。分束器882係位在眼睛相關系統106的光軸上，且透過中繼透鏡884及886導引一凝視光束至目標880。
系統850的各個組件係與電腦處理系統(圖中未顯示)通訊用於資料傳送及/或控制。如將瞭解，並非系統850的全部元件皆為全部應用所需。藉由一個非限制性實例，雖然孔隙860、855、及875已經用在該具體實施例中改進光束品質，但於替代實施例中並非必要。
於眼科應用中，查詢光束當行進進入眼睛相關系統內部時將遭逢不同光學特性材料間的多個交界面，因此，個別回送光束將由一個成分回送光束集合組成。通常最為人所關注的成分回送光束為從前側角膜及視網膜(眼睛相關系統的最後方交界面)所送返的回送光束，原因在於此等光束係相對應於眼球長度。幸虧，從角膜及視網膜所回送的成分光束通常也是最強的及/或獨特的。雖然從眼睛相關系統內部的其它表面所回送的成分光束較難以檢測與彼此區別，本發明技術許可此等成分回送光束被選用於分析。與角膜及視網膜二者相聯結的回送光束成分的選擇與比較將許可使用干涉計量法來決定眼球長度，眼球長度乃監視近視的進行最令人關注者。
眼球長度之干涉計量度量可組合眼睛屈光像差的對映關係，具有特定優點為掃描照射光束係從在單點或一共通點的來源光束產生，如藉使用移動掃描鏡產生者。如此許可具有視網膜及角膜成分的各個回送光束被回送至一共通位置，於該處可針對每個回送光束決定像差及角膜-視網膜距離。共通位置係在掃描點之前的來源光束，於該處回送光束可使用分束器而耦合入一檢測器光徑及一干涉儀光束路徑。為了測量視網膜-角膜間距，參考光束(來源光束的一部分)也係耦合入干涉儀光束路徑，使得可以可檢測方式干涉回送光束成分，干涉係藉改變干涉儀光束路徑之長度產生，使得於該路徑中參考光束相對於回送光束的長度改變。此種長度的改變可藉移動鏡子及監視干涉執行，鏡的移動距離係與視網膜-角膜間距有關但不相同。為了達成此種方式的干涉，參考光束(及因而來源光束)較佳具有低同調性、實質上單色，且較佳係為近紅外光。
後文中將假設眼睛相關系統106的軸長令人關注。因此及參考第8A圖之系統800，軸向查詢光束816(亦即查詢光束對齊眼睛相關系統106的光軸)及相對應回送光束818(包含回送光束部分818A及818B)乃考慮部分。使用中，來源光束504行進通過額外分束器804，且係在點A分裂成兩個合併光束部分，光束504A繼續(如前述)至掃描鏡112，參考光束820由分束器804反射入光束路徑802繼續至往復鏡808，從該鏡808透過點A反射回檢測器810。由於點A與檢測器810間的干涉儀路徑802部分也由回送光束部分818A及818B行進，藉分束器804而反射至檢測器810，參考光束820可干涉或衝擊回送光束部分818A及818B。當然需要在往復期間鏡808的行進足夠造成回送光束部分818A及818B二者的干涉。此等干涉係藉檢測器810檢測，且係連同鏡808的精確位置傳輸給處理系統520。為求方便，假設與回送光束部分818A的干涉係發生於鏡808係在點D1時，而與回送光束部分818B的干涉係發生於鏡808係在點D2時。
更明確言之，干涉將出現在光距離[A,B,C1]與[A,D1]或[A,B,C2]與[A,D2]為相等時。因D1與D2間之相對距離係從鏡位置準確得知，故點C1與C2間之光距離也係已知。角膜及視網膜表面間的實體距離可使用眼媒體眾所周知的群體屈光指數值，轉換光距離成實體距離求出。測量準確度可使用分散補償元件806至光束路徑802而予改良，此等裝置為技藝界所已知且例如係描述於「藉干涉計量術使用部分同調光的眼長測量」，A.F.Fercher、K.Mengedoht、及W.Werner，光學函件，13卷3期186-188頁(1988年)；及美國專利案7,400,410 B2名稱「用於眼長測量的光同調斷層攝影術」。
前述本發明之實施例提供可從不同方向且係在極短時框(例如0.1至0.2秒)內量測及/或觀察物品(諸如眼睛相關系統)的系統。此點可使用單一照射光源及單一觀察系統達成，二者在多個觀察/查詢角中之任一者間係維持相等(或否則相關的)光徑長度。
本發明之實施例特別可應用於測量與觀察眼睛相關系統，例如用在眼睛及眼睛相關系統的中心及周邊屈光及更高階像差領域。藉由使用導光總成(或其變化例)，比較已知之對齊方法，可達成更準確的瞳孔對齊。該系統也可用來對眼做多項其它測量/觀察，例如：˙ 前述軸長、前房深度、及角膜厚度度量；及˙ 角膜曲率及前房角度量，例如得自方便易得的OCT儀器所產生的前節OCT影像。
系統也適用以/組配來藉使用可見光源透過光學上軛合角膜裂隙而接收裂隙生物顯微術。角膜裂隙影像可使用瞳孔相機拍攝。於此種情況下，可優異地架設隙燈，因而可以固定角度增量樞旋，因而以與觀察角度不同的角度照射角膜。
藉眼睛固定在已知位置時，以二或更多個觀察角度，比較所觀察的瞳孔(或虹膜)大小/形狀，系統實施例也可用來決定眼睛的視軸與光軸間的角位移。於相關簡單的體現中，當眼睛取中固定時，可拍攝前眼球的兩個影像，一個在+30度，一個在-30度。使用水平瞳孔直徑或水平角膜直徑，然後兩個直徑可與光軸及視軸的水平成分相關聯。同理，藉旋轉儀器環繞其光軸且如前述，可測量垂直成分。
藉由比較於二或更多觀察角的觀察特徵(例如橢圓瞳孔大小)，實施例也可或另可用來決定眼睛相關系統(或其它物品)在重合多光軸的一平面的旋轉。
但如所瞭解，前述導光總成的結構特徵(許可不同查詢角的光徑長度為相等)可用在其它測量及觀察系統/儀器。舉例言之，組成(或其修正)也可用在隙燈、低同調厚度與長度測量儀、及檢眼鏡。
又復，雖然前述系統已經關聯眼睛相關系統的測量與觀察作描述，但系統結構也適用以測量與觀察其它物品及/或系統，其中在多個觀察(查詢)角做分開測量/觀察為合乎所需。舉例言之，系統可適用於生物樣本上的多向式光譜術，而系統的各個組配參數(例如掃描位置數目、角度範圍、工作距離、精度等)係對一給定應用做適當最佳化，諸如用來：˙ 藉準-同時觀察而從至少兩個不同方向，檢測一物品的距離及橫向位置及方向性；˙ 利用個別彩色編碼各個影像後，藉運用疊合前述準-同時影像中之二或多者所形成的單一假彩色影像，來描述該物品相對於儀器的檢知位置；˙ 藉檢測沿二或多個觀察角，藉檢測焦點及因而檢測距離來決定一物品的橫向位置；˙ 藉透過二或多個觀察角觀察物品的投影傾度，來決定一物品於垂直多光軸的兩個平面之旋轉；及/或˙ 來產生一物品的立體影像。
現在將參考第9、10、11、12及13圖描述依據本發明之其它實施例的導光總成。導光總成可用於前述測量/觀察系統(例如系統100、800、或850)，或用於其它測量/觀察系統。第9A、10A及11A圖分別地提供導光總成900、1000、及1100的部分透視圖，而第9B、10B、11B及12圖分別地提供導光總成900、1000、及1100的一個光中繼總成之部分平面圖。
於第9至12圖之各圖中，導光總成900、1000、1100、及1200以多個查詢角導引光從掃描鏡112至/進入關注物品902(可為眼睛相關系統106或其它所觀察/測量的物品)。如同先前實施例，導光總成900、1000、1100、及1200各自操作來提供查詢(及因而回送)光束在各個查詢角的光徑長度間之預定光徑長度關係。
第9圖之導光總成900含括多個光中繼總成904(只顯示其中三個於第9A圖及一個於第9B圖)。各個光中繼總成904包括一中心光學元件906及一物品鄰近元件908。取決於所使用的應用及光學元件，也可使用中繼元件916及918。為了導引查詢光束至(接收回送光束自)中心光學元件906，掃描鏡112係環繞二軸(亦即水平軸及垂直軸)移動，許可掃描鏡112搖攝與全景掃描。中心光學元件906係在掃描鏡112與物品鄰近元件908間導引查詢/回送光束，及物品鄰近元件908在中心光學元件906與物品902間導引查詢/回送光束。於本實施例中，掃描鏡112與各個中心元件906間之光徑910並不共面，但在/取中於物品902(亦即物品鄰近元件908與物品902間)導向的光徑914為共面(界定系統之一掃描平面)。
藉調整中心元件906的位置，於導光總成900中一給定光中繼總成904的光徑長度(亦即光徑910、912、及914的組合)可經設定/控制。據此，藉由選擇性定位光中繼總成904的各個中心元件906，可設定光中繼總成904間之期望的預定光徑長度關係。
第10圖的導光總成1000包括多個光中繼總成1002(只顯示其中三個於第10A圖及一個於第10B圖)。各個光中繼總成1002包括定位在掃描鏡112與接受測量/觀察物品902間的單一中心光學元件1004。中心光學元件1004導引查詢光束，直接從掃描鏡112至物品902，及回送光束從物品902返回掃描鏡112。典型地，中繼元件(圖中未顯示)將係定位在掃描鏡112與中心光學元件1004間，及定位在中心光學元件1004與物品902間。如同第9圖之實施例，掃描鏡112係可環繞二軸移動來搖攝與全景掃描，而直接地傳輸查詢光束至(及接收回送光束自)光中繼總成1002的中心光學元件1004。
第10圖之實施例可經配置/組配使得掃描平面為平面狀(亦即掃描鏡112與各個中心光學元件1006為共面)。另外，第10圖之實施例可經配置/組配使得掃描平面非為平面狀(亦即掃描鏡112與各個中心光學元件1006間之光徑1006為不共面)，物品902與各個中心光學元件1004間的光徑1008間亦否。但於此種情況下，導光總成可經組配來使得與一共用掃描平面的偏離相當小，但仍許可獲得有用資料(例如得自眼睛相關系統的屈光資料)。又復，若導光總成1000係環繞其光軸旋轉來獲得完整3D周邊屈光對映關係，則測量點可經內插來達成連續對映關係。
藉由調整中心元件1004位置，可設定/控制於導光總成1000中的給定光中繼總成1002的光徑長度(亦即光徑1006及1008的組合)。據此，藉由選擇性定位光中繼總成1002的各個中心元件1004，可設定光中繼總成1002間之期望的預定光徑長度關係。
第11圖之導光總成1100包括多個光中繼總成1102(只顯示其中三個於第11A圖及一個於第11B圖)。各個光中繼總成1102包括一來源鄰近光學元件1104、一中心元件1106、及中繼元件1114。典型地，額外中繼元件(圖中未顯示)將定位在物品902與中心元件1106間。於本實施例中，來源鄰近元件1104係可藉共面光束照射(如同第1圖之實施例)，及如此，掃描鏡112只需可環繞單一軸移動來在光中繼總成1102的來源鄰近元件1104間搖攝與全景掃描。來源鄰近元件1104導引查詢/回送光束在掃描鏡112與中心元件1106間，及中心元件1106導引查詢/回送光束直接地至/自物品902。如同第10圖的導光總成1000，本實施例的導光總成1100可經配置/組配使得物品902與各個中心光學元件1106間的光徑1112為共面或不共面。來源鄰近元件1104與掃描鏡112間的光徑1108係在一傳輸平面上為共面。
藉調整中心元件1106的位置，導光總成1100內的一給定光中繼總成1102的光徑長度(亦即光徑1108、1110、及1112的組合)可經設定/控制。據此，藉由選擇性定位光中繼總成1102的各個中心元件1106，可設定光中繼總成1102間之期望的預定光徑長度關係。
於第12圖之實施例中，替代單一中心元件，光中繼總成116中之一或多者係設有兩個中心光學元件1202及1204。於此種情況下，第一中心元件1202導引光介於來源鄰近元件304與第二中心元件1204間，而第二中心元件1204導引光介於眼睛相關系統鄰近元件308與第一中心元件1202間。藉由於光中繼總成採用中心光學元件，全部光中繼總成的光徑長度可藉整齊地移動兩個中心光學元件而同步調整(例如利用致動器)。另外，中繼總成的光學元件可個別地調整來提供光中繼總成間的不同光徑長度關係。
第13A及13B圖的導光總成1300乃專利公告案WO 2008/116270 A1(申請案號PCT/AU2008/000434)，公告日期2008年10月2日，名稱「特徵化眼睛相關光學系統」，全文係以引用方式併入此處，所述總成的修改。
總成1300中的各個光中繼總成1302A至1302K包括一導光元件1306A至K(如WO 2008/116270所述)。但此外，各個光中繼總成1302B至1302J包括一統徑長度調整構件，於第13A及13B圖之實施例中為調整元件1304B至1304J。調整元件1304係設置來調整光中繼總成的光徑長度，藉此提供各個光中繼總成1302間的預定光徑長度關係(例如使得光徑長度為相等)。導光元件1306可為稜鏡或相似，及用來導引查詢/回送光束介於關注物品902(例如眼睛相關系統)與掃描鏡112(透過合宜的調整元件)間。
本例中，調整元件1304為具有屈光指數大於1的平行邊光學玻璃元件。如將瞭解，藉此等元件之光徑延長可以多種方式達成。舉例言之，於第13A圖中，針對一給定中繼總成1302的調整元件1304具有屈光指數經擇定來提供期望的光徑延長。另外，於第13B圖中，針對一給定中繼總成1302的調整元件1304具有尺寸(例如長度或寬度)經擇定來提供期望的光徑延長。
於第13A及13B圖中，導光元件1306及光徑長度調整元件1304已經闡釋為分開的光學元件。但於又有其它實施例中，單一光學組件(例如細長稜鏡型元件)可用來達成元件1306的導光功能及元件1304的光徑延長功能。
第13C圖提供適用於導光總成1300(或確實先前任一實施例的導光總成)的另一光徑長度調整構件1310之平面圖。光徑長度調整構件1310(或其變化例)除外或另外可用於調整元件1304來調整一給定中繼總成的光徑長度。調整構件1310乃光徑長度調整總成，包括一對光學元件1312及1314(本例中，平行邊玻璃板)，其夾角而將查詢/回送光束1316偏轉出且轉回原先光束軸(以虛線1318指示)。可藉調整構件1310依據光學元件1312及1314的厚度、光學元件1312及1314的屈光指數、光學元件1312及1314置於光徑的角度(較大的垂直角提供較小偏轉及光徑延長)、或厚度、屈光指數、與角度的組合而提供不同光徑長度。
導光總成當然可利用不同型別的光徑長度調整構件的組合。舉例言之，若干光中繼總成可透過特定屈光指數的調整元件，藉特定寬度之調整元件，藉調整構件諸如構件1310，及/或藉調整構件使用其各項組合而提供期望的路徑延長。此種調整構件也可用於前述實施例的導光總成。
如所瞭解，中心光中繼總成1302F針對最短的幾何光徑長度，提供增加掃描角，提供漸進增長的幾何光徑長度(最長的幾何光徑長度係在最大的/周邊掃描角亦即1302A及1302K)。因周邊光中繼總成1302A及1302K所提供的光徑長度為系統的最長路徑，調整元件可能並非此等光中繼總成所需，調整元件1304B至1304J全部皆係選擇來提供光徑長度係等於(或否則有關於)中繼總成1302A及1302K的光徑長度。
但於替代實施例中，(例如需要或優異地預定光徑長度關係要求比較由中繼總成1302A及1302K「自然地」所提供的更長的光徑長度)，中繼總成1302A及1302K當然也提供以調整元件來延長其光徑長度。
第13A及13B圖之導光總成於某些應用藉由提供一總成而提供優勢，其中光學元件皆係位在單一平面。
本發明之導光總成的又其它實施例可提供多個非共面光徑來提供於多個角維度的掃描平面(亦即測量軸)。舉例言之，一總成可經組配來於多個角維度提供測量軸：依據前述實施例的第一角維度，及由位在平行於但高於或低於主掃描(及測量)平面的一測量平面上的第二光學元件集合所提供的第二光查詢/回送軸(如掃描鏡所見)。本例中，光學元件(例如元件306/906)將操作來選擇性地導引查詢/回送光束於「水平」查詢角(遵照前述實施例)與「垂直」查詢角間來提供例如一測量集合諸如：(vert 0度)[+40,+20,0,-20,-40]及(vert 20度)[+40,+20,0,-20,-40]。(其它垂直/水平角亦屬可能)。
本實例當然可擴延來含括位在高於或低於主掃描平面的一第三測量平面上的第三(及其它)光學元件集合。如掃描鏡所見的各個第三軸將對映至各個第三測量平面。
於若干應用/實施例中，雖然導光總成及測量/觀察系統的特徵結構/組件為優異，但須瞭解於全部應用/實施例中並非全部特徵結構/組件皆為嚴格所需。
也須瞭解本說明書揭示及定義的發明擴延至由上下文或圖式所述或顯然易知的個別結構特徵中之二或多者的組合。全部此等不同組合組成本發明之多個替代面向。
100、800、850‧‧‧觀察與度量系統、系統
102、862、900、1000、1100、1200、1300‧‧‧導光總成
104、1312、1314‧‧‧光學元件
106‧‧‧眼睛相關系統
108‧‧‧查詢光束
110‧‧‧回送光束
112、862‧‧‧掃描鏡、振盪掃描鏡
114‧‧‧光軸
116、904、1002、1102、1302、1302A-K‧‧‧光中繼總成
302‧‧‧光中繼總成
304,308‧‧‧鄰近元件
306‧‧‧中心元件
310,312‧‧‧中繼元件
502、852‧‧‧光源
504‧‧‧來源光束
504A‧‧‧光束
506、706、710、804、854、868、882‧‧‧分束器
510、814‧‧‧致動器
512‧‧‧視網膜
514、878、884、886‧‧‧聚焦系統、聚焦透鏡總成
516、712、810、876‧‧‧光檢測器、檢測器
518‧‧‧活動透鏡總成
520‧‧‧電腦處理系統
522‧‧‧影像
602‧‧‧處理單元
604‧‧‧通訊匯流排
606‧‧‧系統記憶體
608‧‧‧依電性記憶體
610‧‧‧非依電性記憶體
612‧‧‧輸出入介面
614‧‧‧使用者輸入裝置
616‧‧‧使用者輸出裝置
618‧‧‧儲存裝置
620‧‧‧通訊介面
702、880‧‧‧固定目標
704‧‧‧凝視光束路徑、光軸
714‧‧‧光學或聲學距離感測器
802‧‧‧干涉儀光束路徑
806‧‧‧分散補償元件
808‧‧‧可移動鏡
812‧‧‧箭頭
818A,818B‧‧‧回送光束部分
820‧‧‧參考光束
855、860、875‧‧‧孔隙
856‧‧‧快門
858‧‧‧偏振器
864‧‧‧導光總成
865、1104‧‧‧來源鄰近中繼元件
870、874‧‧‧中繼透鏡
872‧‧‧波前感測器
877‧‧‧瞳孔對齊屏幕
902‧‧‧關注物品、物品
906、1004、1106、1202、1204‧‧‧中心光學元件、中心元件
908‧‧‧物品鄰近元件
910、912、914、1006、1008、1108、1110、1112‧‧‧光徑
916、918、1114‧‧‧中繼元件
1302F‧‧‧中心光中繼總成
1304、1304B-J‧‧‧調整元件
1306、1306A-K‧‧‧導光元件
1310‧‧‧光徑長度調整構件
1316‧‧‧查詢/回送光束
1318‧‧‧原先光束軸
第1圖為依據本發明之一實施例，含括一光學信號的觀察與度量系統之部分頂視圖。
第2圖為透視圖闡釋第1圖之系統的導光總成之一部分。
第3圖為第1圖闡釋之導光總成之光中繼總成的平面圖。
第4圖為設有第3圖之光中繼總成的一光徑之示意代表圖。
第5圖為依據本發明之一實施例之觀察與度量系統的略圖。
第6圖為依據本發明之實施例，適用於觀察與度量系統的運算裝置之一實施例的方塊圖。
第7圖為第5圖之觀察與度量系統之放大部分視圖，闡釋額外特徵結構/精化細分。
第8A圖為依據本發明之又一實施例之觀察與度量系統的圖解側視圖。
第8B圖為依據本發明之又另一實施例之觀察與度量系統的圖解側視圖。
第9A及9B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第10A及10B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第11A及11B圖分別地提供依據本發明之又一實施例一種導光總成之部分透視圖及平面圖。
第12圖分別地提供依據本發明之又另一實施例一種導光總成之部分平面圖。
第13A及13B圖分別地提供依據本發明之又另一實施例一種導光總成之部分頂視圖。
第13C圖提供一光徑長度調整總成的仰視圖。
100‧‧‧觀察與度量系統
102‧‧‧導光總成
104‧‧‧光學元件
106‧‧‧眼睛相關系統
108‧‧‧查詢光束
110‧‧‧回送光束
112‧‧‧掃描鏡
114‧‧‧光軸
116‧‧‧光中繼總成
504‧‧‧來源光束

权利要求:
Claims (22)
[1] 一種用於一物品分析系統的導光總成，該導光總成係包括：多個光中繼總成，各個光中繼總成係包括至少一個光學元件係經組配來：中繼來自一光傳輸系統之一查詢光束至一物品；及中繼來自該物品之一回送光束至該光傳輸系統，該回送光束係藉由該物品的反射或回散射該查詢光束所產生，其中各個光中繼總成係界定：由該光中繼總成所中繼的查詢光束到達該物品的一查詢角，及一光徑長度係為透過該光中繼總成由一查詢光束從該光傳輸系統行進至該物品的距離，及其中該等多個光中繼總成係進一步經組配來使得一給定光中繼總成的該光徑長度係與該等其它光中繼總成的該等光徑長度具有一預先界定的關係。
[2] 如申請專利範圍第1項之導光總成，其中該等光中繼總成之該等光徑長度係為可獨立地調整。
[3] 如申請專利範圍第1項之導光總成，其中該等光徑長度間之經預先界定的關係為全部光中繼總成的該等光徑長度皆係相等。
[4] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之導光總成，其中各個光中繼總成係包括多個光學元件，各個光中繼總成之該等多個光學元件係包括一中心光學元件用以導引該查詢光束朝向該物品及用以導引該回送光束朝向該光傳輸系統。
[5] 如申請專利範圍第1至4項中任一項之導光總成，其中各個光中繼總成係包括一物品鄰近光學元件，該等多個光中繼總成的該等物品鄰近光學元件係配置來中繼查詢光束至一共用掃描平面上的該物品。
[6] 如申請專利範圍第5項之導光總成，其中該導光總成係可藉一旋轉構件旋轉來調整該共用掃描平面，於該共用掃描平面上來自該等物品鄰近光學元件的該等查詢光束係被中繼至該物品。
[7] 如申請專利範圍第5或6項之導光總成，其中各個中心光學元件係被定位在該掃描平面之一正交平面。
[8] 如申請專利範圍第5至7項中任一項之導光總成，其中至少一個中心光學元件係藉一致動器而在該掃描平面之一正交平面為可移動，該中心光學元件的移動變更由該光中繼總成所界定的該光徑長度。
[9] 如申請專利範圍第4至8項中任一項之導光總成，其中各個光中繼總成係進一步包括一光傳輸系統鄰近光學元件，該等多個光中繼總成的該等光傳輸系統鄰近光學元件係配置來接收來自位在一共用掃描平面上的該光傳輸源的查詢光束。
[10] 如申請專利範圍第9項之導光總成，其中該傳輸平面係與該掃描平面共面。
[11] 如申請專利範圍第1至10項中任一項之導光總成，其中該物品係為眼睛相關系統。
[12] 如申請專利範圍第1至11項中任一項之導光總成，其中該光傳輸系統係為一掃描鏡。
[13] 如申請專利範圍第1至10項中任一項之導光總成，其中該掃描鏡係可於二維移動。
[14] 如申請專利範圍第1至4項中任一項之導光總成，其中多個光中繼總成各自係進一步包括一徑長調整構件來調整該光中繼總成的該光徑長度。
[15] 如申請專利範圍第14項之導光總成，其中一給定光中繼總成的該徑長調整構件係包括一調整元件，該調整元件具有一屈光指數係經擇定來對該光中繼總成提供以光徑長度，該光徑長度係與該經預先界定的光徑長度關係符合一致。
[16] 如申請專利範圍第14或15項中任一項之導光總成，其中一給定光中繼總成的該徑長調整構件係包括一調整元件，該調整元件具有一大小係經擇定來對該光中繼總成提供以與該經預先界定的光徑長度關係符合一致之一光徑長度。
[17] 如申請專利範圍第13至16項中任一項之導光總成，其中一給定光中繼總成的該徑長調整構件係包括一對光學元件，該對光學元件係經組配來藉將該查詢光束及該回送光束偏轉離與偏轉回一原先光束軸而調整該光中繼總成的該徑長。
[18] 一種用於光學分析一物品的物品分析系統，該物品分析系統係包括：如申請專利範圍第1至17項中任一項之一導光總成；一光源適用以產生一來源光束且沿一來源光束路徑傳播一來源光束至一光傳輸系統，該光傳輸系統係光學地連結至該來源光束路徑且適用以產生且導引於該導光總成中的各個光中繼總成的查詢光束，該光傳輸系統進一步係適用以接收來自該等光中繼總成的回送光束及沿該來源光束路徑導引該等回送光束；一檢測器用以檢測各個回送光束且產生指示各個檢測得的回送光束之一檢測器輸出資料，及與該檢測器通訊之一處理系統，該處理器係適用以：接收該檢測器輸出資料；比較與各個檢測得的回送光束相關資料與產生該回送光束之該查詢光束的代表性資料；及產生一分析輸出指示成對回送光束資料及相對應的查詢光束資料間的像差。
[19] 如申請專利範圍第18項之物品分析系統，其係進一步包括位在該來源光束路徑的一第一分束器且係適用以轉向沿該來源路徑導向之各個回送光束之至少一部分至該檢測器。
[20] 如申請專利範圍第18或19項之物品分析系統，其中該光傳輸系統係包括一光束掃描器，其係適用以掃描於該等光中繼總成上方的該來源光束，因而產生一串列的查詢光束及回送光束。
[21] 如申請專利範圍第18至20項中任一項之物品分析系統，其係進一步包括一編碼構件適用以差異地編碼多個回送光束而輔助其藉該檢測器構件的分開檢測。
[22] 如申請專利範圍第17至20項中任一項之物品分析系統，其中該物品為一人眼睛或其模型，該眼睛具有一角膜表面及一視網膜表面，使得各個回送光束具有指示來自該角膜反射的一第一成分及指示來自該視網膜反射的一第二成分，其中：該物品分析系統具有一干涉儀光束路徑係交叉該來源光束路徑，一第二分束器，係位在該來源路徑與該干涉儀光束路徑的該交叉，且係適用以將部分該來源光束轉向至該干涉儀光束路徑作為一參考光束，且將於該來源光束路徑行進的一回送光束之部分轉向至該干涉儀光束路徑，一干涉檢測器，係配置於該干涉儀光束路徑的一端且係連結至該處理器，使得當檢測於該來源路徑的該參考光束與該回送光束間之一干涉時傳訊給該處理器，一反射器，係配置於該干涉儀光束路徑的該另一端，一反射器致動器，係連結至反射器及連結至該處理系統用以於該處理系統的控制之下，沿該干涉儀光束路徑往復該反射器，來改變該干涉儀光束路徑的有效長度，及於操作期間，該回送光束之該第一成分與該參考光束間之干涉係連同該反射器致動器之一第一位置一起傳訊給該處理系統，及該回送光束之該第二成分與該參考光束間之干涉係連同該反射器致動器之一第二位置一起傳訊給該處理系統，來藉此使得該處理系統能夠計算該眼睛的角膜與視網膜間沿該眼睛內部的該回送光束之路徑的距離。

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US5024519A|1990-02-20|1991-06-18|Regents Of The University Of California|Apparatus and method for visual-field testing|

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US5532771A|1993-12-17|1996-07-02|Edi Of Louisiana, Inc.|Eye fundus optical scanner system and method|

US6229562B1|1997-07-08|2001-05-08|Stanley H. Kremen|System and apparatus for the recording and projection of images in substantially 3-dimensional format|

US20010028485A1|1997-07-08|2001-10-11|Stanley Kremen|Methods of preparing holograms|

US6439720B1|2000-01-27|2002-08-27|Aoptics, Inc.|Method and apparatus for measuring optical aberrations of the human eye|

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US8596788B2|2011-06-27|2013-12-03|Broadspot Imaging Corporation|Multiple-view composite ophthalmic iridocorneal angle imaging system|

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US9018575B2|2012-12-14|2015-04-28|Raytheon Company|Non-retroreflective optical threat detection system and methods having an imaging detector aligned with a tilted image plane to reconstruct an image from plural image slices|WO2013006897A1|2011-07-08|2013-01-17|Brien Holden Vision Institute|System and method for characterising eye-related systems|

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