[发明专利]用于改进视力及视网膜图象分辨力的设备

说明书

发明背景

本发明目的在于用来改进视力及视网膜图象分辨力的方法与设备。更准确地说，本发明目的在于用于测量与矫正眼睛波象差以使测得的数据可被用于研制用来改进眼睛光学性能的矫正光学元件的方法与设备。

不管在眼镜及接触透镜的设计中有多么显著的进步，现行的眼科透镜仍然只能矫正散焦与散光。眼镜与接触透镜保留有未矫正的附加象差，比如球面象差、彗形象差以及许多不规则象差。眼睛的这些高级象差不仅使得在视网膜上形成的图象变模糊，从而损害视力，而且还使得从活的人体视网膜取得的图象变模糊。有两种障碍阻止了使用特殊设计的光学元件以矫正眼睛中散焦与散光之外的象差。首先，不可能进行眼睛不规则象差的定量测量。其次，除散焦与散光之外矫正眼睛单色象差的机理未得到证明。

验光师的主观屈光法及客观的自动屈光计只测量散焦与散光。它们不能测量包括用传统眼镜未矫正而遗留的所有象差在内的眼睛全部的波象差。由Walsh等人在Journal of the Optical Society of America A，Vol.1，pp.987-992(1984)公开的客观象差镜(objective aberroscope)提供了完整瞳孔的同期波象差测量，但不能以比大约0.9mm更细小的间隔对瞳孔进行取样(见Charman在Optometry and Vision Science，Vol.68，pp.574-583(1991)中的论述)。而且，用该方法对波象差的快速、自动化计算未做说明。

近来，这里的一位共同发明人与其他人一起，开发了一种测量眼体波象差的设备。在题目为“用哈特曼-夏克波振面传感器对人眼波象差进行的客观测量”的报告(Liang等人发表于J.Opt.Soc.Am.A.，Volume11，number 7，pp.1-9，July 1994，其公开内容结合于此作为参考)中，作者公开了一种哈特曼-夏克波振面传感器，它们被用于通过传感从眼睛射出的、由视网膜对聚焦在黄斑上的光反射而产生的波振面来测量人眼的波象差。使用在此处公开的系统，作者只能测量高达四级的多项式函数。适合高达四级多项式的波振面不能提供眼睛象差的完整描述。这种描述对于精确地计算眼睛的光学特性通常是不够的。这种仪器未曾配备来消除由其它表面(如透镜和眼睛角膜)反射的不需要的光。

以前还有一种以改进共焦扫描激光检眼镜轴向分辨力为目标，用以矫正散焦与散光之外眼睛单色象差的尝试。Bartsch等人在Vision Scienceand its Application，1994，Technical Digest Series，VoL.2(OpticalSociety of America，Washington，D.C.)pp.134-137(1994)中使用了一种使角膜第一表面上的折射归零的眼底接触透镜。可是，这种探索遇到的主要问题是眼的波象差依赖于眼的光学系统到处折射率变化的联合效应。或许由于这个原因，所说明的使用眼底接触透镜用以提高共焦扫描激光检眼镜轴向分辨力的尝试仅是不大的改进。

另一种探索是使用可变形的反射镜，一种在地-基望远镜中成功地补偿大气扰动的装置。在Bille的No.4,838,679美国专利中曾预先建议将一种可变形反射镜使用在与人眼相结合的共焦激光扫描检眼镜中，但未曾建议或公开测量人眼波象差的方法。在Applied Optics，Vol.28，pp.804-808中，Dreher，Bille以及Weinreb只是表明将可变形反射镜使用于眼睛，而且仅仅是矫正眼睛的散光，情况不比使用传统眼科透镜提供的矫正更好。使用光学元件矫正高于二级的单色象差从未达到过。在这两个系统中，均未公开测量眼睛高级象差的适当方法。在由Masters，B.R.，Springer-Verlag编辑的Noninvasive Diagnostic Techniques inOphthalmology，pp.528-547(1990)中，Bille等人建议使用与可变形反射镜结合的波振面传感器，但操作系统从未公开或实现。发明概述及目的

考虑到上述情况，显然，在本领域中需要一种用于生产眼科光学元件的方法与设备，该光学元件能提供超过目前可达到的改进的或超常的视力，以及高分辨力的视网膜图象。因此，本发明的主要目的在于提供一种用于精确测量眼睛更高级象差以及使用由此测得的数据与定做的光学元件一起补偿这些象差的方法与设备。

本发明还有一个目的在于提供一种改进的波振面传感器，这种传感器抑制从视网膜以外的组织反射的光并能提供眼体象差的完整测量。