[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。

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。

该电路包括光电子位置感测检测器/设备(PSD)(诸如象限光电二极管/检测器/单元/传感器或横向效应位置感测检测器)、互阻抗放大器、模数(A/D)转换器、具有可编程增益控制的数字放大器、超发光二极管(SLD或SLED)及其驱动电路、波前扫描/移动设备及其驱动器电路以及前端数据处理单元(例如，处理器、微控制器、PGA、可编程设备)。另外，相机被用于提供正从中测量波前的眼睛的实况视频图像。此外，后端数据处理单元被用来转换来自前端处理单元的顺序波前数据以显示叠加在患者眼睛的实况图像上或者与患者眼睛的实况图像并排的临床眼科信息。这些电路(前端和/或后端)可以一种方式或另一种方式被电子地连接至一个或多个各设备以用于每个设备的协调操作，包括例如，眼睛横向位置测量设备、眼睛距离测量设备、调节启用的眼睛固定目标、数据存储设备、基于激光的手术消融设备和显示设备。

在又一实施例中，来自实时实况眼睛图像的所获得的信息被用于操作波前传感器的各有源设备并且用于纠正由眼睛的运动所引入的波前测量误差。尤其，在一个实施例中，实况眼睛图像被用于标识眼睛运动、测量眼睛瞳孔尺寸以及感测或检测或跟踪眼睛以使得总是能够重新对准/重新定位入射的SLD光束以从眼睛、角膜或瞳孔上的期望的位置进入眼睛。另外，可编程一算法以相应地调节波前采样区域/尺寸以按照测得的眼睛瞳孔尺寸和位置来实现返回的波前感测区域或位置的闭环自动和/或动态调节和/或缩放。眼睛瞳孔信息还可被用于纠正波前数据以甚至在眼睛未良好对准和/或正在移动时实现较高准确度波前测量。

另一实施例是波前传感器，包括：光源，配置成输出光束以用于照明被测者眼睛；第一光束偏转元件，配置成截取光束并朝向被测者眼睛引导光束；以及控制器，耦合至光源和光束偏转元件，配置成控制光束偏转元件以补偿被测者眼睛的横向运动。

在另一实施例中，波前传感器进一步包括：图像检测器，配置成输出被测者眼睛的图像并且其中控制器被耦合至图像检测器并进一步被配置成处理所述图像以确定被测者眼睛的横向运动。

在另一实施例中，波前传感器进一步包括：第二光束偏转元件182，配置成接收光束并朝向被测者眼睛引导光束并且其中所述控制器进一步被配置成控制该第二光束偏转元件以在被测者眼睛的视网膜的一小部分周围扫描光束以在较大的区域上传播光能量。

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；