[发明专利]用于评估光学系统的屈光性能的光学方法

说明书

本发明公开了一种用于评估光学系统的屈光性能的光学方法，公开的实施例包括用于提供低成本装置的一种装置、系统和方法，所述低成本装置通过附接到一台智能手机上可以非常精确地测量屈光不正。一公开的装置可以使用环境光或光源，来模拟验光师通过利用逆夏克‑哈特曼(Shack‑Hartman)技术所使用的交叉柱镜程序。所述光学装置可以包括小透镜阵列和针孔，这些将促使使用者在不同深度有效聚焦。使用一个光学装置，并结合一台智能手机，使用者首先改变轴的角度，直到他/她看到一个交叉图案(垂直和水平线等间隔)。使用者通常可使用智能手机上的控制器来调节显示器，使得线汇合并重叠，这相应地使视图带入清晰焦点，从而为使用者提供适当的光学处方。

相关专利申请的合并引用

这是一件基于2016年10月17日提交的美国专利申请(系列号：62/409,276)的专利申请。该相关申请通过引用并入本文，并作为本申请的一部分。如果在本专利申请中的公开与相关临时申请中的公开产生任何冲突，以本发明申请中的公开为准。此外，发明人在此文中通过引用将所述申请中引用或提及的任何和所有专利、专利申请和其他文件(纸质版本或电子版本)纳入本发明申请中。

版权和商标声明

本申请包括受到或可能受版权和/或商标保护的材料。版权和商标所有人不反对由任何专利公开的复制，因为其在专利和商标局的档案或记录中出现，但其他方面，保留所有版权和商标权。

技术领域

本发明总体涉及验光仪和对人眼屈光不正的评估。更具体地，本发明涉及用于自身屈光的消费者手持式装置的使用。

背景技术

公开的实施例可以通过模拟验光师在一临床环境中使用的交叉柱镜程序来测量一光学系统的屈光性能。如本文所定义的一光学系统可以包括但不限于人眼和机械系统，其中屈光测量可以确定屈光不正。公开的实施例可以包括由潘普洛纳(Pamplona)等人在公开的专利申请(US2013/0027668A1)中所描述的方法的基础上的扩展和改进，该申请其公开了一低成本装置的创建，该装置可以使用一台智能手机作为一光源来测量屈光不正。然而，现有技术中描述的方法和装置仅限于由一单个多透镜阵列或一针孔阵列组成的光学系统，相比本文所述的实施例，其不仅不精确，也不容易使用，更不经济。因此，本领域中需要能够使用普遍存在的智能手机测量一光学系统的屈光性能的新系统和方法。

发明内容

公开的系统和方法包括模拟或复制利用逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术的验光师的交叉柱镜检查的方法。公开的系统和方法包括各种改进，例如所述逆夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)技术的精确性和可用性。一公开装置的光学输入可以来自一智能手机、个人电子装置或其他光学系统，其中使用者将通过所述装置的另一端看到两条平行的线(例如，一条绿色和一条红色)，所述两条线间隔一特定的距离d(见附图1)。可以从智能手机的屏幕生成所述线。当今的智能手机所提供的高分辨率(例如，iPhone 6具有326像素屏幕分辨率，对应于约78微米的像素间距)便于对光学位移或不正进行高分辨率测量，如果涉及诸如焦平面或人类视网膜等实体。在所述光通过所述光学系统之后，在成像平面处形成两条线(参见附图1和附图2)，并且在一特定实施例中，由于在描述的系统中的预期彗差，形成具有“尾”的两条线(如图3所示中)。彗差或彗形像差，在涉及某些光学设计固有的由于导致离轴点源(例如形成一条线的像素)的透镜或其他部件中的缺陷所而导致的像差的光学系统中，出现扭曲，看起来像彗星一样有一条尾巴(彗差)。具体来说，可以将彗差定义为入射光瞳放大的一个变体。在屈光或衍射光学系统中，特别是在宽光谱范围内成像的那些，彗差可以是波长的函数，在这种情况下，它是色差的一种形式。

如果成像系统或正被测试的眼睛具有屈光不正，则线将会失焦并分离，如附图4所示。成像平面可以是视网膜或CCD相机的传感器。通过改变智能手机上的两条线之间的距离d(见附图1)，直到使用者感知到零或接近零的距离(参见附图3和附图4中的“对准线”)，可以评估屈光不正。