Способ и устройство для измерения волнового фонда офтальмологического устройства

Изобретение относится к области для измерения физических свойств контактных линз. В заявленном устройстве для измерения волнового фронта офтальмологического устройства и способе, реализующем заявленное устройство, производят выравнивание системы волнового фронта офтальмологической линзы, содержащей устройство для измерения физической характеристики офтальмологического устройства, выполняют оптическое измерение оптической оправки и хранение этого измерения интенсивности оптической оправки в качестве справочного файла интенсивности. Далее выполняют оптическое измерение оптической оправки с линзой, которая сформирована на ней, и сохранение файла этой интенсивности, используя программное обеспечение в процессоре, способном вычитать один файл интенсивности из, по меньшей мере, одного другого файла интенсивности для получения значения оптического волнового фронта линзы в режиме реального времени. Технический результат – повышение скорости получения точных измерений сухих контактных линз разовыми оптическими измерениями в режиме реального времени. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет Предварительной заявки на патент США № 61/579338, поданной 10 февраля 2012 г., содержание которой является основой настоящей заявки и включено в настоящую заявку.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это изобретение описывает способ и устройство для получения точных оптических измерений офтальмологического устройства с помощью оптического цифрового датчика волнового фронта и без контактирования с указанным офтальмологическим устройством. Более конкретно, устройство использует оптическую цифровую технику метрологии волнового фронта для получения одновременных измерений интенсивности и фазы передаваемого волнового фронта в одном или нескольких непрерывных измерениях.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ранее для измерения физических свойств контактных линз использовали различные устройства и способы, то есть оптическую метрологию. Обычно оптическая метрология включает в себя направление падающего луча на оптический объект, измерение результирующего дифрагированного пучка и анализ дифрагированного пучка для определения различных характеристик, таких как профиль структуры. Однако, традиционные офтальмологические линзы часто изготавливают литьевым формованием, в котором реакционный материал мономера наносят в полость, образованную между оптическими поверхностями противоположных частей формы для литья. Для получения линзы с использованием таких частей формы для литья неотвержденный состав для получения гидрогелевой линзы размещают между одноразовой пластиковой частью формы для литья передней криволинейной поверхности и одноразовой пластиковой частью формы для литья задней криволинейной поверхности.

Часть формы для литья передней криволинейной поверхности и часть формы для литья задней криволинейной поверхности обычно изготавливают с помощью технологий литья под давлением, при этом расплавленный полимер нагнетается в тщательно обработанную стальную оснастку, в которой по меньшей мере одна поверхность имеет оптическое качество.

Часть формы для литья, образующая переднюю кривизну, и часть формы для литья, образующая заднюю кривизну, совмещаются для того, чтобы обеспечить требуемые параметры формы линзы. Состав линзы затем отверждают, например, под воздействием тепла и света, тем самым образуя линзу. В рамках указанной обычной оптической метрологии после отверждения, части формы разделяют и линзы вынимают из частей формы. Тем не менее характер оборудования и процессов метода литья под давлением затрудняет изготовление специфических линз на заказ, подходящих для глаза определенного пациента или для особого применения. Таким образом, в предыдущих описаниях, способы и устройства для формирования индивидуальных линз с помощью использования методов свободного формования были описаны, например, в документах WO 2009/025848 и WO 2009/025845. Важным аспектом этих методов является то, что линза изготавливается инновационным образом, при котором одна из поверхностей линзы имеет произвольную форму без использования литья под давлением, токарной и другой обработки.

Произвольно образованная поверхность и основание могут содержать произвольно текущую текучую среду, заключенную в произвольно образованную поверхность. В результате, такую комбинацию иногда называют Предшественником линзы. Обработку фиксирующим облучением и гидратированием можно обычно использовать для преобразования Предшественника линзы в офтальмологическую линзу.

Произвольно образованная линза таким способом может нуждаться в измерении для установления физических параметров линзы. Таким образом, для измерения параметров линзы, полученной из предшественника, требуется новое оборудование и методики.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение относится к способам и устройству для использования бесконтактного оптического прибора для определения измерения офтальмологического устройства, например, сухой контактной линзы, которая содержит линзу, отвержденную УФ, и не содержит влаги, с помощью цифровой оптической технологии волнового фронта. Некоторые основные преимущества настоящего изобретения могут представлять собой одно или более из перечисленных ниже: гораздо более быстрый способ получения точных измерений сухих контактных линз разовым оптическим измерением в режиме реального времени, непосредственной визуализацией интенсивности и волнового фронта, который отличается высоким динамическим диапазоном, высоким пространственным разрешением, непосредственно связанным с разрешением CCD камеры, вибрационной нечувствительностью и экономической эффективностью.

Настоящее изобретение предоставляет устройство измерения физической характеристики офтальмологического устройства, содержащее:

оптическую оправку для формирования офтальмологического устройства с помощью технологии свободного формования; указанная оптическую оправку, располагающую оптическим эффектом;

систему отмены линзы, содержащую один или несколько линз, которые в совокупности отменяют указанный оптический эффект оптической оправки;

излучатель, выполненный с возможностью испускания волны излучения в направлении офтальмологического устройства;

датчик, выполненный с возможностью обнаружения передаваемого волнового фронта, основываясь на длине испускаемой волны излучения, в котором интенсивность передаваемого волнового фронта и фаза отличаются в зависимости от физической характеристики указанного офтальмологического устройства, и

процессор, логически связанный с одним из: излучателя, датчика или обоими из них; причем процессор запрограммирован для передачи логического сигнала на основании интенсивности отражающего волнового фронта и фазы.

Устройство может измерять более одной физической характеристики. Предпочтительно, устройство получает измерения волнового фронта офтальмологического устройства.

В настоящем документе термин «излучатель» означает «источник света».

Оптическая оправка, система отмены линзы, излучатель и датчик могут быть выровнены относительно одной оси. Предпочтительно, система отмены линзы, излучатель и датчик смонтированы на шине. Шина может представлять собой вертикальную шину, предпочтительно вертикальную оптическую шину.

Датчик устройства может содержать цифровую камеру волнового фронта. Цифровая камера волнового фронта может перемещаться для изменения расстояния вдоль оптической оси передачи двух или более профилей интенсивности. Цифровая камера волнового фронта может быть нечувствительной к вибрации. Цифровая камера волнового фронта может дополнительно содержать светоделитель, чтобы вызывать выработку второго изображения в другом месте вдоль оптической оси передачи. Альтернативно или в дополнение, цифровая камера волнового фронта может дополнительно содержать одну или больше увеличивающих линз в зависимости от диафрагмы источника света и рабочего расстояния между источником света и цифровой камерой волнового фронта.

Устройство может дополнительно содержать кинематическое крепление для размещения упомянутой оптической оправки для обеспечения правильного выравнивания с системой отмены линзы и излучателем.

Кроме того, устройство может дополнительно содержать вакуум для удержания арматуры оправки и кинематического крепления.

Устройство может дополнительно содержать верхнюю диафрагму и нижнюю диафрагму, причем указанная верхняя диафрагма немного меньше, чем нижняя диафрагма, и размещена на верхней части оправки устройства без контактирования указанной оправки для создания физического барьера путем ограничения проходящего через нее светового луча, определяя граничное условие для решения уравнения переноса интенсивности. Верхняя диафрагма выполнена с возможностью изменения для охвата различных полей зрения. Нижняя диафрагма также выполнена с возможностью изменения для дополнительного улучшения динамического диапазона измерений.

Система отмены линзы, используемая в устройстве, описанном в данном документе, может содержать узел, содержащий три линзы внутри трубки, в котором световой луч может проходить через каждую из указанных линз. Узел выполнен с возможностью размещения перпендикулярно шине. Пучок света может быть размещен перпендикулярно шине. Система отмены линзы, состоящая из трех линз, может содержать одно или более из: асферическую линзу, плоско-выпуклую линзу и плоско-вогнутую линзу для отмены одного или обоих из: расфокусировки и сферических аберраций формирующей оптической оправки, которые впоследствии позволяют коллимировать свет, поступающий из оправки.

Процессор выполнен с возможностью функционирования в режиме реального времени и генерирования одного или более непрерывных измерений волнового фронта указанного офтальмологического устройства.

Испускаемое излучение может представлять собой высококачественный пучок света с монохроматической длиной волны. Испускаемое излучение может иметь монохроматическую длину волны от приблизительно 630 нм до приблизительно 635 мм.

Настоящее изобретение также относится к способу получения измерения волнового фронта офтальмологического устройства, содержащий этапы при которых:

выравнивают систему волнового фронта офтальмологической линзы,

выполняют оптическое измерение формирующей оптической оправки и хранение этого измерения интенсивности формирующей оптической оправки в качестве справочного файла интенсивности,

выполняют оптическое измерение формирующей стеклянной оправки линзой, которая может быть сформирована на ней, и сохраняют файл этой интенсивности,

использования программного обеспечения в процессоре, способном вычитать один файл интенсивности из, по меньшей мере, одного другого файла интенсивности для получения значения оптического волнового фронта линзы в режиме реального времени.

Способ может дополнительно содержать этап реализации процессором уравнения и алгоритма переноса интенсивности. Альтернативно или в дополнение, данные интенсивности затем могут быть преобразованы в оптический волновой фронт. Оптический волновой фронт может описывать путь света в терминах интенсивности света и фазы.

Система волнового фронта офтальмологической линзы, используемая в способе по настоящему изобретению, может содержать любое из устройств, описанных здесь.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 представлены этапы способа, которые можно использовать для реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показаны компоненты устройства, которые можно использовать для реализации настоящего изобретения с использованием цифровой оптической технологии волнового фронта.

На фиг. 3, 3A и 3B показаны компоненты устройства кинематического крепления, которые можно использовать для реализации настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлен пример оптической отмены волнового фронта оправкой в отличие от оптической отмены волнового фронта без оправки.

На фиг. 4A представлен пример волнового фронта сухой линзы после оптической отмены волнового фронта оправкой.

На фиг. 5 представлены дополнительные этапы способа, которые можно использовать для реализации настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам и устройству для получения оптических измерений волнового фронта офтальмологического устройства. В следующих разделах приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описание как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления, несмотря на детальность примерных вариантов, представляют собой лишь примеры, и предполагается, что специалистам в данной области может быть очевидна возможность вариаций, модификаций и изменений. Следовательно, необходимо понимать, что примеры вариантов осуществления не ограничивают широту аспектов описываемого изобретения, определенных в формуле изобретения.

Определения

Здесь термин «содержащий» охватывает термин «включающий в себя», а также «состоящий из» и «по существу состоящий из», например, устройство «содержащее» X может состоять исключительно из X или может содержать что-то дополнительное, например, X+Y.

«Используемый в настоящей заявке термин «текучая линзообразующая реакционная среда» означает текучую реакционную смесь в нативной форме, прореагировавшей форме или в частично прореагировавшей форме; часть или вся реакционная среда в ходе дальнейшей обработки может сформировать часть офтальмологической линзы.

Используемый в настоящем документе термин «свободное формование» означают поверхность, образованную путем создания поперечных сшивок в реакционной смеси под повоксельным воздействием актиничного излучения со слоем текучей среды или без него, а не образованную путем отливки, токарной обработки или при помощи лазерной абляции.

Встречающийся здесь термин «линзообразующая смесь», либо термин «реакционная смесь» или «РММ» (реакционная смесь мономеров) обозначает материал, состоящий из мономеров либо преполимеров, который может быть преобразован в офтальмологическую линзу. Линзообразующие смеси могут включать одну или более добавок, таких как: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.

Используемый в настоящем документе термин «предшественник линзы» означает составной объект, состоящий из формы предшественника линзы и текучей линзообразующей реакционной смеси, находящейся в контакте с формой предшественника линзы. Например, текучая линзообразующая реакционная среда может быть образована в процессе изготовления формы для заготовки линзы в объеме реакционной смеси. Отделяя форму заготовки линзы и приклеевшуюся текучую линзообразующую реакционную среду от объема реакционной смеси, используемого для образования формы заготовки линзы, можно получить заготовку линзы. К тому же предшественник линзы можно преобразовать в другой объект либо извлечением значительного количества текучей линзообразующей реакционной смеси, либо преобразованием значительного количества текучей линзообразующей реакционной среды в нетекучий, объединенный материал.

Используемый в настоящей заявке термин «форма предшественника линзы» означает нетекучий объект с по меньшей мере одной поверхностью оптического качества, которая подходит для совмещения с офтальмологической линзой в ходе дальнейшей обработки.

Используемый в настоящем документе термин «офтальмологическая линза», также иногда называемый термином «офтальмологическое устройство», относится к любому офтальмологическому устройству, находящемуся в глазу или на нем. Такие устройства могут обеспечить возможность оптической или косметической коррекции. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному устройству подобного назначения, служащему для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. Предпочтительные линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые без ограничений включают в себя силиконовые гидрогели и фторированные гидрогели.

Измерения одного или нескольких офтальмологических устройств могут быть выполнены, когда линза находится в негидратированном состоянии и располагается на оправке, на которой линза может быть сформирована с использованием технологии свободного формования.

В настоящем описании раскрыты цифровая камера волнового фронта и объективная линза. Также описано, что арматура оправки может быть установлена на узле кинематического крепления устройства, который может содержать систему отмены линзы оправкой, состоящую из трех линз, расположенных внутри трубки, нижнюю диафрагму в нижней части, арматуру оправки и верхнюю диафрагму, размещенную непосредственно на верхней части стеклянной оправки без физического контакта, источник света, точечное отверстие, диафрагму, и асферическую линзу, расположенную в нижней части устройства. Все эти компоненты могут быть установлены перпендикулярно к вертикальной оптической шине и отрегулированы так, что выходной пучок источника света не располагается параллельно шине и может быть коллимирован при выходе из формирующей оптический оправки. Коллиматорный свет может представлять собой параллельный пучок света, который имеет плоский волновой фронт, а это означает, что интенсивность света не изменяется вдоль оптической оси (далее называется «направление z»).

Ряд этапов может быть реализован для измерения негидратированных офтальмологических линз свободной формы. Сначала оптическое измерение формирующей оптической стеклянной оправки может быть выполнено в режиме передачи без линзы, размещенной на ней для получения оптического волнового фронта базовой оправки. Данные этого волнового фронта могут впоследствии быть сохранены в качестве справочного файла. Линза может впоследствии быть выполнена на той же самой арматуре оправки, которая может быть установлена на указанном узле кинематического крепления. Впоследствии может быть выполнено оптическое измерение формующей оптической стеклянной оправки с линзой, расположенной на ней, в режиме передачи, а файл данных волнового фронта также может быть сохранен. Два файла данных могут быть вычтены друг от друга, тем самым можно получить оптическое измерение волнового фронта линзы в режиме передачи. Измерения могут быть выполнены в режиме передачи, но в качестве альтернативы или в дополнение может быть в равной степени возможно проведения измерения в режиме отражения.

На фиг. 1 показана блок-схема, которая иллюстрирует этапы способа, которые можно использовать для получения оптического волнового фронта линзы. Различные этапы могут включать одно или несколько из нижеперечисленного: выравнивание системы волнового фронта (WF) офтальмологической линзы 110, с последующим оптическим измерением волнового фронта формующей оптической стеклянной оправки и сохранение данных этого волнового фронта в качестве справочного файла (волновой фронт 1) 120, после чего проводится оптическое измерение волнового фронта формующей оптической стеклянной оправки с линзой, которая может быть образована на этой конкретной оптике и сохранение файла данных этого волнового фронта (волновой фронт 2) 130, и вычитание файла волнового фронта 2 из файла волнового фронта 1 и получение значения оптического волнового фронта офтальмологической линзы 140.

На фиг. 2 изображен вид сбоку примерной системы измерения волнового фронта, закрепленной перпендикулярно к вертикальной оптической шине 255. Источник света 200 может действовать в качестве эталона для остальных компонентов при выравнивании устройства и может быть размещен приблизительно в 125 мм от вертикальной оптической шины 255. Главная цель выравнивания устройства может состоять в возможности образования коллимированного луча света параллельно шине 255 на выходе из формирующей оптической стеклянной оправки 235. Источник света 200, который может иметь длину волны около 633 нм, может содержать различные оптические элементы внутри, а также генерировать световой луч высокого качества. Тем не менее, длина волны может изменяться; 633 нм в данном случае приведены в целях иллюстрации, но может быть использована любая другая длина монохроматической волны. Точечное отверстие 205, которое регулирует диаметр светового пучка, может ограничивать неколлимированный луч света. Асферическая фокусирующая линза 210 затем фокусирует луч света и коллимирует его. Прежде чем коллимированный пучок попадает в оптическую систему отмены оправкой 220, он может попадать на нижнюю диафрагму 215, которая может располагаться непосредственно над асферической фокусирующей линзой 210 и может быть установлена либо отдельно, либо в нижней части «LP1A» (ось регулирования) на этапе 265. Регулируемая нижняя диафрагма 215 контролирует диаметр коллимированного пучка света, идущего от асферической фокусирующей линзы 210. Назначением нижней диафрагмы 215 может быть ограничение поля зрения для получения гомогенного и равномерного профиля интенсивности и предотвращения насыщения цифровой камеры волнового фронта (также называемой «DWC») 250.

Сразу над нижней диафрагмой 215 может располагаться кинематическое крепежное устройство 225, которое может содержать трубку, содержащую ряд линз, которые в сочетании друг с другом могут образовывать систему оптической отмены линзы оправкой 220. Например, может использоваться набор из трех линз: асферическая, плоско-выпуклая и плоско-вогнутая. Назначением оптической системы отмены оправкой 220 является отмена как дефокусировки, так и сферической аберрации формирующей оптической стеклянной оправки 235, что впоследствии позволяет коллимировать свет, исходящий от оправки 235. При использовании в системе оптической отмены оправкой 220 трех линз, сила и расстояния между тремя линзами могут быть спроектированы таким образом, чтобы уравновесить оптический эффект оправки 235 в 10-миллиметровом поле зрения, тем самым позволяя камере DWC обнаружить плоский волновой фронт. В противном случае, оптический эффект оправки 235 может привести к ошибкам в расчете волнового фронта линзы на этапе вычитания. Непосредственно над системой оптической отмены оправкой 220 может располагаться кинематическое монтажное устройство 225 для арматуры оправки 230, которая может крепиться сверху.

На фиг. 3, а также на фиг. 3A и фиг. 3 показан схематический вид примерного узла кинематического крепежного устройства 325. На фиг. 3A показан вид сверху узла кинематического крепежного устройства 325. Арматура стеклянной оправки узла формирующей оптики 330 может удерживаться на своем месте двумя регулирующими шаровыми цапфами 315 (на фиг. 3 показана только одна цапфа) и поршнем 310. Поршень 310 двигается в канавке, которая может иметь пружину 320 позади него, которая может быть захвачена винтом узла пружины и цапфы 340, представляющим узел цапфы и пружины 345. Поршень 310 может свободно передвигаться внутрь и наружу, размещая арматуру оправки 330 в пазу 355. Паз 355 может удерживать арматуру оправки 330 в требуемом положении, когда пружина 320 толкает поршень 310 в паз 355. Узел цапфы и пружины 345 с помощью пoршня 310 толкает арматуру оправки 330влево (на фиг. 3), а ее края затем наталкиваются на регулировочные шаровые цапфы 315. Регулировка любой из регулирующих шаровых цапф 315 позволит отрегулировать полностью положение X,Y арматуры оправки 330. Высота и уровень арматуры оправки 330 регулируется регулировочными винтами 305 и позиционирующими шарами 300. Вакуум 350 можно применить к пространству между арматурой оправки 330 и кинематическим креплением 325. Вакуум 350 удерживает арматуру оправки 330 опущенной на шары 300, но не до той степени, когда взаимодействие пружины 320 и поршня 310 затрудняется давлением арматуры оправки 330 на регулирующие шаровые цапфы 315. Формирующая оптическая стеклянная оправка 335 может быть расположена на арматуре оправки 330. Могут использоваться и другие варианты геометрии кинематического крепежного устройства 325.

На фиг. 3B показан вид с пространственным разнесением элементов кинематического крепежного устройства 325 и герметизирующей трубки 360, в которой размещены три линзы системы оптической отмены оправкой. Также проиллюстрирован вариант размещения системы оптической отмены оправкой, расположенной внутри кинематического крепления 325. Кинематическое крепежное устройство 325 может содержать стопорную гайку 327.

На фиг. 2, показано как верхняя диафрагма 240 крепится к шине 255, расположенной непосредственно над арматурой оправки 230. Верхняя диафрагма 240 может быть расположена непосредственно над арматурой оправки 230, как можно ближе к формирующей оптической стеклянной оправке235, но без физического контакта с ней. Могут применяться различные геометрии верхней диафрагмы 240. Верхняя диафрагма 240, которая может быть немного меньше нижней диафрагмы 215, может ограничивать диаметр коллимированного пучка света, выходящего из формирующей оптической стеклянной оправки 235, в результате чего камера DWC 250 получает интенсивность только от коллимированного света лишь в ограниченной верхней диафрагмой зоне 240. Диаметр верхней диафрагмы 240 может быть изменен, чтобы охватывать другое поле зрения. Назначением верхней диафрагмы является создание физического барьера путем ограничения прохождения света только через эту диафрагму, что определяет граничное условие для решения уравнения переноса интенсивности, которое предполагает, что интенсивность света снаружи диаметра верхней диафрагмы 240 может равняться 0. Регулируемая верхняя диафрагма 240 или различные комбинации верхней диафрагмы 240 и нижней диафрагмы 215 могут быть использованы для улучшения динамического диапазона измерений.

Объективная линза 245 может быть расположена непосредственно над верхней диафрагмой 240, а камера DWC 250 может быть прикреплена к объективной линзе 245. Камера DWC 250 может быть закреплена на площадке X, Y 260. Альтернативно, может использоваться вращающаяся площадка. Внутри камеры DWC может располагаться светоделитель, который может привести к образованию второго изображения интенсивности на фиксированном расстоянии вдоль оптической оси передачи от первого изображения интенсивности. Расстояние между двумя изображениями может быть изменено на другое фиксированное значение или изменяться непрерывно с использованием подвижной камеры. Рабочее расстояние между камерой DWC 250 и диафрагмой в источнике света 200 может зависеть от объективного увеличения линзы используемой камеры. Значение объективного увеличения линзы камеры может составлять 0,333, а рабочее расстояние может составлять 69 мм.

Может применяться три положения выравнивания камеры DWC 250. Первое положение, в котором камера DWC 250 и объективная линза 245 располагаются на вертикальной оптической шине 255 в положении 1. В положении 1 объективная линза 245 отображает верхнюю диафрагму 240 на камере DWC 250, которая обеспечивает первое изображение в фокусе, называемое изображение 1. Второе положение, в котором камера DWC 250 и объективная линза 245 располагаются в нижней части вертикальной оптической шины 255 в положении 2, в котором изображение 1 становится размытым. В положении 2, светоделитель камеры DWC 250 может затем приводить к образованию второго изображения, называемого изображения 2. И наконец, положение, в котором камера DWC 250и объективная линза 245 могут впоследствии располагаться между изображением 1 и изображением 2 в завершающем положении. В завершающем положении и изображение 1, и изображение 2 становятся размытыми.

Вернемся к фиг. 4 и 4A. На фиг. 4 показан генерированный на компьютере справочный пример оптического волнового фронта без оптической отмены оправкой 400 и оптический волновой фронт справочной оправки с оптической отменой оправкой 410. На фиг. 4A показан генерированный на компьютере волновой фронт сухой линзы, полученный после снятия оптического волнового фронта оправки 420. После выравнивания системы первое измерение может быть принято как оптическое справочное измерение стеклянной оправки без объектива на ней, как показано в примере 410. Данные могут быть названы «волновой фронт 1» и сохранены. Второе оптическое измерение может впоследствии быть выполнено для стеклянной оправки с линзой на ней, и эти данные могут быть названы «волновой фронт 2» и сохранены. Наконец, волновой фронт 1 может быть в цифровой форме вычтен из волнового фронта 2, в результате чего будет получен волновой фронт линзы, как показано в качестве примера в 420.

На фиг. 5 показана схема 500, иллюстрирующая процесс, в ходе которого измерение волнового фронта 540 может быть выполнено путем получения изображения 1 520 и изображения 2 530 камерой DWC 510. Во время измерения могут быть получены два изображения интенсивности изображение 1 520 и изображение 2 530. Применяемое ПО может называться Getwave (версия 1.0.9), разработка компании Phaseview. Однако могут использоваться и другие программы, выполняющие подобные функции. В целях иллюстрации изображение 1 520 может быть названо распространение интенсивности 1, а изображение 2 530 - распространение интенсивности 2. Эти два изображения распределения интенсивности могут быть впоследствии использованы при вычислении, которые могут быть сделаны внутри программного обеспечения, основанном на разности между двумя изображениями. Впоследствии оптический волновой фронт может быть сконструирован для измерения. Более конкретно, программное обеспечение использует общее уравнение, которое можно назвать уравнение переноса интенсивности, которое выглядит так:

Уравнение переноса интенсивности может быть реализовано таким образом при использовании определенного алгоритма, чтобы позволить проводить измерения стеклянной оправки или стеклянной оправки с линзой на ней, и, чтобы получить данные интенсивности в ходе обоих измерений. Данные интенсивности затем могут быть преобразованы в оптический волновой фронт. Оптический волновой фронт может описывать путь света в терминах интенсивности света и фазы. Волновой фронт может быть измерен в одной или более из следующих единиц измерения: коэффициент Цернике, пик долины («PTV»), и среднеквадратичный волновой фронт («RMS»), по сравнению с плоской волной. После вычисления волнового фронта как для эталонного измерения стеклянной оправки без линзы (1), так и для измерения стеклянной оправки с линзой (2); два файла волнового фронта, волновой фронт 2 и волновой фронт 1, могут быть вычтены друг из друга для получения значение оптического волнового фронта линзы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящее изобретение, как описано выше, и как дополнительно определено ниже в формуле изобретения, относится к способам и устройству для измерения физических характеристик одного или нескольких офтальмологических устройств.

1. Устройство для измерения физической характеристики офтальмологического устройства, содержащее:

оптическую оправку для формирования офтальмологического устройства с помощью технологии свободного формования; причем указанная оптическая оправка содержит одно или оба из: дефокусировки и сферических аберраций и выполнена с возможностью передачи света;

систему отмены линзы, содержащую одну или несколько линз, которые отменяют одно или оба из: дефокусировки и сферических аберраций, обеспеченных указанной оптической оправкой, что впоследствии позволяет коллимировать свет, проходящий через оптическую оправку;

излучатель, выполненный с возможностью испускания длины волны излучения в направлении к офтальмологическому устройству;

датчик, выполненный с возможностью обнаружения передаваемого волнового фронта, который проходит через оптическую оправку или через оправку и офтальмологическое устройство, основываясь на длине излученной волны, при этом интенсивность передаваемого волнового фронта и фаза отличаются в зависимости от физической характеристики указанного офтальмологического устройства, и

процессор, логически связанный с одним из: излучателя, датчика или обоими из них; причем процессор запрограммирован для передачи логического сигнала на основании интенсивности передаваемого волнового фронта и фазы.

2. Устройство по п. 1, в котором оптическая оправка, система отмены линзы, излучатель и датчик являются выровненными вдоль одной оси.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором оптическая оправка, система отмены линзы, излучатель и датчик смонтированы на шине.

4. Устройство по п. 3, в котором шина представляет собой вертикальную оптическую шину.

5. Устройство по п.1, в котором датчик содержит цифровую камеру волнового фронта.

6. Устройство по п. 5, в котором камера волнового фронта выполнена с возможностью перемещения для непрерывного изменения расстояния вдоль оптической оси переноса двух или более профилей интенсивности.

7. Устройство по п. 5 или 6, в котором цифровая камера волнового фронта является нечувствительной к вибрации.

8. Устройство по п.5, в котором цифровая камера волнового фронта дополнительно содержит светоделитель, который вызывает образование второго изображения в другом положении вдоль оптической оси переноса.

9. Устройство по п. 5, в котором цифровая камера волнового фронта дополнительно содержит одну или более увеличивающих линз в зависимости от диафрагмы источника света и рабочего расстояния между источником света и цифровой камерой волнового фронта.

10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее арматуру оправки и кинематическое крепление для размещения указанной оптической оправки для надлежащего выравнивания с системой отмены линзы и излучателем.

11. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее вакуум для удержания арматуры оправки и кинематического крепления.

12. Устройство по п.10, дополнительно содержащее верхнюю диафрагму и нижнюю диафрагму, причем указанная верхняя диафрагма немного меньше, чем нижняя диафрагма, и размещена на верхней части арматуры оправки без контактирования указанной оправки для создания физического барьера путем ограничения проходящего через нее светового луча, определяя граничное условие для решения уравнения переноса интенсивности.

13. Устройство по п. 12, в котором указанная верхняя диафрагма может быть изменена, чтобы охватывать другое поле зрения.

14. Устройство по п. 12 или 13, в котором указанная нижняя диафрагма также может быть изменена для дополнительного улучшения динамического диапазона измерения.

15. Устройство по п.1, в котором указанная система отмены линзы содержит узел, содержащий три линзы, заключенные в трубке, причем луч света может проходить через каждую из указанных линз и может быть расположен перпендикулярно шине.

16. Устройство по п. 15, в котором указанная система отмены линзы может содержать один или более из: асферической линзы, плосковыпуклой линзы и плосковогнутой линзы для отмены одного или обоих из: дефокусировки и сферических аберраций оптической оправки, которые впоследствии позволяют коллимировать свет, поступающий из оправки.

17. Устройство по п.1, в котором процессор выполнен с возможностью функционирования в режиме реального времени для выполнения одного или нескольких непрерывных измерений волнового фронта указанного офтальмологического устройства.

18. Устройство по п.1, в котором испускаемое излучение представляет собой луч света с монохроматической длиной волны.

19. Устройство по п.1, в котором испускаемое излучение содержит монохроматическую длину волны от приблизительно 630 нм до приблизительно 635 нм.

20. Способ получения измерений волнового фронта офтальмологического устройства, содержащий этапы, при которых:

выравнивают систему волнового фронта офтальмологической линзы, содержащую устройство для измерения физической характеристики офтальмологического устройства по одному из пп. 1-19,

выполняют оптическое измерение оптической оправки и хранение этого измерения интенсивности оптической оправки в качестве справочного файла интенсивности,

выполняют оптическое измерение оптической оправки с линзой, которая сформирована на ней, и сохранение файла этой интенсивности,

используют программное обеспечение в процессоре, способном вычитать один файл интенсивности из, по меньшей мере, одного другого файла интенсивности для получения значения оптического волнового фронта линзы в режиме реального времени.

21. Способ по п. 20, дополнительно содержащий этап реализации процессором уравнения и алгоритма переноса интенсивности.

22. Способ по п. 20 или 21, в котором данные интенсивности могут впоследствии быть преобразованы в оптический волновой фронт.

23. Способ по п. 22, в котором оптический волновой фронт описывает путь света в терминах интенсивности света и фазы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к рефрактометрам. Оптическое устройство для измерения показателя преломления прозрачных твердых веществ образцов с толщиной 0,2-1 мм.

Изобретение используется для контроля качества многослойных сверхпроводников в процессе изготовления. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе изготовления ленточного сверхпроводника исследуемые поверхности облучают световым потоком и регистрируют параметры отраженного светового потока, по которым определяют показатели преломления слоев.

Последовательный датчик волнового фронта большого диоптрийного диапазона для коррекции зрения или выполнения оценочных процедур включает в себя устройство для сдвига волнового фронта и выборки волнового фронта.

Изобретение относится к получению и исследованию метаматериалов, в частности к оптической диагностике материалов с отрицательным показателем преломления. В способе определения оптического метаматериала, включающем падение коллимированного светового пучка под углом на пластинку исследуемого материала, на обе ее поверхности наносят диэлектрические и непрозрачные для светового пучка покрытия, при этом световой пучок проходит внутрь пластинки через входное окно, соизмеримое с толщиной пластинки и выполненное по центру в одном из покрытий.

Изобретение может быть использовано для определения показателя преломления вещества частиц, образующих упорядоченные многослойные дисперсные структуры, такие как фотонные кристаллы и коллоидные кристаллы.

Изобретение относится к области исследования или анализа веществ и материалов путем определения их химических или физических свойств, в частности к рефрактометрическим датчикам оценки качества топлива.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, а именно к рефрактометрическим средствам измерения показателя преломления жидких и пастообразных веществ, порошков и т.п.

Изобретение относится к носителю (11) и устройству (100) для оптического детектирования в образце (1) в камере (2) для образца. Носитель (11) содержит оптическую структуру (50) для преломления входного светового пучка (L1) в прилегающую камеру (2) для образца, а также для сбора выходного светового пучка (L2) из светового излучения, порожденного в камере (2) для образца входным световым пучком.

Предлагаемое изобретение относится к оптическим измерениям. Способ измерения показателя преломления газовых сред основан на измерении частоты одночастотного перестраиваемого лазера, настроенного на максимум выбранной моды высокостабильного интерферометра Фабри-Перо, когда межзеркальное пространство заполнено газовой средой и когда оно вакуумировано.

Изобретение относится к оптике и может быть использовано для измерения показателя преломления твердых веществ. .

Устройство для юстировки прицела-прибора наведения содержит опорную плиту, две пары стоек, скрепленных попарно направляющими планками с продольными уступами, в которые установлена плита-имитатор объекта с посадочными местами и отверстиями под фиксирующие и крепежные элементы прицела-прибора наведения.

Изобретение относится к способам измерения геометрической и оптической структуры оптического компонента. Способ включает этапы (S1) измерения первого сигнала (MS1), возникающего из первого преобразования указанной первой поверхностью (10) первого сигнала (PS1) от датчика; (S2) измерения второго сигнала (MS2), возникающего из второго преобразования по меньшей мере указанной второй поверхностью (20) второго сигнала (PS2) от датчика; (S3) определения третьего преобразования, обеспечивающего возможность преобразования от первого набора координат (R1), связанных с измерением первого сигнала (MS1), ко второму набору координат (R2), связанных с измерением второго сигнала (MS2); (S10) оценки указанной первой поверхности (10), осуществляемой на основании первого сигнала (MS1), указанного первого моделирования и первого показателя (VI) качества, определяющего расхождение между первой оценкой (ES1) и первым сигналом (MS1); и (S20) оценки указанной второй поверхности (20), осуществляемой на основании второго сигнала (MS2), указанного второго моделирования, указанного третьего преобразования и второго показателя (V2) качества, определяющего расхождение между оценкой (ES2) и вторым сигналом (MS2).

Заявленное устройство относится к области оптико-электронного приборостроения и предназначено для защиты оптических поверхностей оптических приборов от загрязнений, механических повреждений и контроля состояния оптических поверхностей объектива оптических приборов без демонтажа защитной крышки на всех этапах испытаний оптических приборов и может быть использовано в оптических приборах для космических аппаратов.

Заявленное устройство относится к области оптико-электронного приборостроения, предназначено для защиты оптических поверхностей оптических приборов от загрязнений, механических повреждений и контроля состояния оптических поверхностей в фокальной плоскости объектива оптического прибора без демонтажа защитной крышки на всех этапах испытаний оптического прибора и может быть использовано в оптических приборах для космических аппаратов.

Способ юстировки контрольного элемента линии визирования объектива, установленного в зоне экранирования светового пучка объектива, осуществляют с помощью зеркального коллиматора, содержащего вогнутое зеркало, плоское поворотное зеркало, установленное на его оптической оси под углом 45 градусов, и точечную диафрагму, установленную в фокусе коллиматора.

Предложен способ, в котором исследуемую оптическую систему освещают широким плоскопараллельным пучком лазерного излучения с известной длиной волны λ, сфокусированное излучение пропускают через плоскопараллельную пластинку одноосного нелинейного кристалла, установленную в плоскости изображения, преобразуя его в излучение с длиной волны λ/2, после чего это излучение передают на оптико-электронный датчик, который устанавливают в двух или более заданных значениях расстояния от выходной грани плоскопараллельной пластинки, измеряют радиусы полученных кружков рассеяния при различных значениях расстояний и определяют сферическую аберрацию оптической системы.

Устройство для измерения осевой толщины офтальмологической линзы содержит крепежное устройство для крепления оправки формирующей оптики, измерительное устройство, содержащее датчик перемещения, процессор, связанный с измерительным устройством; устройство хранения данных цифровой среды, связанное с процессором и хранящее программный код, который выполняется по требованию и служит для запоминания цифровых данных, описывающих перечень метрологических данных, получения входных цифровых данных из измерительного устройства, содержащих справочное измерение M1 оправки формирующей оптики без линзы и измерение М2 линзы на той же формирующей оптике, и вычисления величины осевой толщины линзы посредством вычитания метрологических данных, полученных при измерениях M1 и М2.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для центрировки линз в оправах при их сборке в случаях, когда линзы базируется в оправах по плоской фаске.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа центровки объектива штабельной конструкции. Способ включает в себя центрировку линз относительно базовой оси объектива, которой является ось вращения стола станции для автоматизированной центрировки.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для центрировки линз в оправах при их сборке для случаев, когда линзы базируются в оправах по плоским фаскам.

Способ обнаружения локальных дополнительных потерь в оптическом волокне методом обратного рассеяния заключается в формировании коротких зондирующих импульсов и преобразовании их в оптические импульсы, вводе их в оптическое волокно, приеме с волокна обратно-рассеянного и отраженных сигналов, которые преобразуют в электрический сигнал, после чего усиливают, преобразуют его в цифровую форму и вычисляют его среднее значение, из которого формируют рефлектограмму. На основании анализа рефлектограммы определяют величину дополнительных потерь. Местоположение дефекта определяют с учётом периода следования зондирующих импульсов, выбранного на основании отношения заданного времени обнаружения нарушения и требуемого количества вычислений среднего значения принятых сигналов для обеспечения заданного отношения сигнал/шум. Технический результат заключается в уменьшении периода следования зондирующих импульсов для обеспечения заданной инерционности. 3 ил.

Изобретение относится к области для измерения физических свойств контактных линз. В заявленном устройстве для измерения волнового фронта офтальмологического устройства и способе, реализующем заявленное устройство, производят выравнивание системы волнового фронта офтальмологической линзы, содержащей устройство для измерения физической характеристики офтальмологического устройства, выполняют оптическое измерение оптической оправки и хранение этого измерения интенсивности оптической оправки в качестве справочного файла интенсивности. Далее выполняют оптическое измерение оптической оправки с линзой, которая сформирована на ней, и сохранение файла этой интенсивности, используя программное обеспечение в процессоре, способном вычитать один файл интенсивности из, по меньшей мере, одного другого файла интенсивности для получения значения оптического волнового фронта линзы в режиме реального времени. Технический результат – повышение скорости получения точных измерений сухих контактных линз разовыми оптическими измерениями в режиме реального времени. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх