CN103889316A - 用于测量眼睛的眼科设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与要检查的眼睛对准的眼科设备。该设备包括用于检查受检查者的眼睛的装置、用于发射两个或更多光束的两个或更多红外或近红外光源、具有检测由于所述发射的从受检查者的脸反射的光并检测光被从受检查者的脸反射的方向的能力并且用于基于所检测方向来为检查判断设备是否针对受检查者的右眼或左眼被对准的对红外或近红外光敏感的检测器以及用于登记眼睛的检查结果和被检查的眼睛的装置。本发明还涉及一种旨在用于包括通过使用本发明的眼科设备进行的与眼内压和角膜厚度有关的测量的所有种类的眼科检查的方法。该方法包括使眼科设备与要检查的眼睛对准、将一个红外或近红外光源的光束指引到受检查者的脸、将另一红外或近红外光源的至少大部分光束指引成通过受检查者、检测被从受检查者的脸反射的红外或近红外光的方向以及登记检查结果和被检查的眼睛以便知道被检查眼睛是受检查者的右眼还是左眼。

Description

用于测量眼睛的眼科设备和方法

技术领域

本发明涉及用于测量眼睛的眼科设备和方法。

背景技术

眼科装置或设备（也称为眼科装置或检眼计）通常被对准以测量受检查者的一只眼睛，右眼或左眼，并且测量结果被装置登记。然而，该装置通常可能不在右眼或左眼之间进行区别，并且登记结果因此不涉及到关于结果与哪只眼睛有关的信息。

由于眼科测量结果、诸如眼压计测量的测量结果以及与角膜有关的测量对于右眼和左眼而言是不同的，所以知道测量结果涉及受检查者的右眼还是左眼是重要的。目前，在市场上并不存在将能够可靠地且自动地给出此信息的任何眼科装置。

在现有技术中，已进行某些尝试以解决此问题，并且已开发了关于能够在右眼和左眼之间进行区别的眼睛相关测量的某些方法和装置。

美国专利6,056,40提出了具有判断装置的眼科设备，该判断装置用于基于脸边界使用由光接收装置检测的结果来判断眼睛是右眼还是左眼。本文想要解决在检查者忘记输入关于被检查的是右眼还是左眼的数据时出现的问题。

美国专利5,861,937提出了一种具有用于基于由光学系统检测的结果来判断对准的眼睛是右眼还是左眼的计算单元的眼科设备。CCD照相机被用于此目的。

美国专利5,561,482提出了一种具有右眼和左眼之间的取向相关辨别的眼睛屈光力测量设备。该设备执行要检查的眼睛是右眼还是左眼的判断。该解决方案使用红外检测以便感测由受检查者的脸发射的红外线。然而，从受检查者的脸发射的红外光相当弱而不能被检测，并且不可能总是与环境光区别开。

欧洲专利0 722 690 B1涉及一种具有用于辨别被所述测量装置测量的被检查的眼睛是左眼还是又眼的辨别装置的眼科设备。反射红外光被用于该目的。然而，即使此系统也对由来自环境的干扰红外光（诸如阳光）引起的误差敏感。

发明的目的

本发明的目的是对干扰免疫且具有检测哪只眼睛被检查的可靠能力的方法和设备。

发明内容

本发明涉及一种与要检查的眼睛对准的眼科设备。该设备包括用于检查受检查者的眼睛的装置、用于发射两个或更多光束的两个或更多红外或近红外光源、具有检测由于所述发射而从受检查者的脸反射的光并检测光被从受检查者的脸反射的方向的能力的对红外或近红外光敏感的检测器并且用于基于所检测方向来为检查判断该设备是针对受检查者的右眼还是左眼对准，以及用于登记眼睛的检查结果和被检查的眼睛的装置。

本发明的方法旨在用于包括通过使用眼科设备进行的与眼内压和角膜厚度有关的测量的所有种类的眼科检查，该眼科设备包括两个或更多红外或近红外光源、用于检测红外或近红外光的检测器以及用于检测被反射的红外或近红外光的方向的装置。该方法包括使眼科设备与要检查的眼睛对准、将一个红外或近红外光源的光束指引到受检查者的脸、指引另一红外或近红外光源的光束通过受检查者、检测被从受检查者的脸反射的红外或近红外光的方向，以及登记检查结果和被检查的眼睛以便知道被检查的眼睛是受检查者的右眼还是左眼。

优选实施例具有从属权利要求的特性。

本发明是基于在两个方向上发送并检测光被从患者的脸反射的方向的红外光。因此，本发明的眼科设备包括用以发射光的至少两个红外或近红外光源和用以检测眼科仪器被对准到哪只眼睛的一个或多个红外或近红外检测器。

红外或近红外光源之间的距离能够改变，例如根据眼科设备的尺寸和类型、光源本身的尺寸和类型并且根据实际安装问题。此外，附加影响因素是发射光束的宽度，其在不同的光源中是不同的，并且在其中的某些中甚至能够调整。因此，在本发明的实施方式中，在发射的红外或近红外光束之间设定的角度也将改变。在根据本发明的实施例的典型眼压计/光源组合中，该角度能够例如约为90°。

红外或近红外光源被相对于彼此而放置且被指引，使得当眼科设备针对要测量的眼睛被对准时，由光源中的一个发射的光束中的一个被指向受检查者的鼻子或近似脸的中心，而另一光束被指引，使得至少大部分光束完全错过受检查者的头部。在某些实施例中，另一光源的整个束错过受检查者的头部。

被指向受检查者的脸的光束将被反射回来，并且能够被对在与红外光源相同的波长范围中的红外或近红外波长敏感的检测器所检测。能够基于从哪一侧检测到反射来算出要测量的眼睛。

当眼科装置例如与患者的右眼对准时，装置发送的IR光束中的一个命中患者的脸，而另一光束通过脸。命中人脸的束反射回来，而另一个并不这样。装置然后检测哪个光束反射回来并确定眼科装置相对于患者的头部的位置。

红外（IR）光是电磁辐射，具有在电磁谱的可见和微波部分之间且长于可见光的波长的波长。波长范围从约1毫米下至750nm。邻近于可见光谱的范围称为“近红外”且较长波长部分称为“远红外”。这些波长对应于约1至400 THz的频率范围。“可见光”对应于400—700纳米（nm）的波长范围和紫罗兰色至红色的色彩范围。

IR源是发射红外辐射的任何物体。IR激光器利用850 nm、1300 nm、1310 nm、1550 nm和1625 nm的技术相关波长。

来自发光二极管（LED）的输出能够从红色（处于约700纳米的波长）变动至蓝色-紫罗兰色（约400纳米）。某些LED发射830纳米或更长的红外（IR）能量且这些装置被称为红外发射二极管（IRED）或红外发光二极管（IRLED）。典型的红外发光二极管（IRLED）具有740至950 nm的峰值波长。

IRLED将入射红外光转换成电流。该电流被发送到检测器装置（也称为传感器或接收器），其读取电流以确定入射光的强度。红外发射器部分和接收器部分（检测器）应被选择成使得其波长匹配，即在相同的波长下工作。

本发明主要使用IR LED作为红外光源来发射红外能量，而且还能够使用其它IR源，诸如上面种类的IR激光器。

本发明的此类实施例的一个可能实施方式因此具有两个IR LED，眼科装置的每侧一个，并且IR束以相互成约90度被指引。该装置还具有IR检测器，其检测被反射的IR光的强度及其方向。

IRLED被一个接一个地接通和关断，并且检测器在这两个束的波长下检测这些方向上的红外光或近红外光的强度的差。强度值中的一个将在被从受检查者的脸反射的束的方向上进入。简单地说，如果存在来自右侧的较少反射，则装置正在测量右眼且反之亦然。

所描述的发明已被设计成解决上面提到的眼睛区别的问题，并且使得自动地检测哪只眼睛正在被测量成为可能。其提供了一种用于判断眼科设备是否已经被对准到受检查者的右眼还是左眼的可靠方法。将测量结果链接到被测量的正确眼睛是重要的。

本发明的方法和设备比现有技术的那些可靠得多，并且不受来自环境的干扰的影响。

选择要测量的眼睛并手动地记录测量结果和被测量的眼睛的现有技术方式导致人为错误的可能性。根据本发明的可靠的自动眼睛检测将消除人为错误并将测量结果链接到正确的眼睛。

这在例如此类眼压计中特别有用，其中，患者自己进行测量，并且一般地对于能够容易地从一个眼睛移动至另一个的小型手持式眼科仪器而言是有利的。自动眼睛检测不仅消除了人为错误，而且加速了测量或检查过程。

除人和动物之外的许多东西发射红外光，比如地球和太阳。处于正常体温的人以约10微米（microns）的波长在红外范围中最强地辐射。并且，许多东西不仅发射红外光，而且其还反射红外光，特别是近红外光。

通过如在本发明的优选实施例中那样使用两个光源且通过交替地将光源接通和关断，能够由一个检测器来完成反射的感测或检测。当只有一个检测器被用于检测红外或近红外光时，由背景红外或近红外辐射引起的基线对于反射的两侧而言是相同的，并且能够容易地消除背景。

替换地，每侧能够具有其自己的红外或近红外光源和检测器。本实施例中的另一替换是还能够将本发明中的一个光源和检测器组合成一个模块。

日光是红外的非常不可预测的源，其中由天气和大气雾霾两者来改变光化学值。因此，由其引起的干扰在IR检测下是个问题。并且，不同的其它源在被检测时给出不同的IR值。

使用IR检测来检测来自一个单一源的被反射IR光的现有技术装置因此不是非常可靠的。此类系统对由在附近的物体（比如热元件、日光和太阳）引起的误差是敏感的。

通过使用两个源，能够在两个不同方向上发送红外或近红外光。当在短时间范围内交替地发送这些束时，来自不同方向的辐射状态的变化被检测器识别。检测器然后还能够识别从哪个方向存在更多的反射，并且这样推断出眼科设备被对准到哪只眼睛。

本发明因此提供了一种既对干扰免疫又具有检测哪只眼睛被检查的可靠能力的方法和设备。

附图连同以下的描述一起用来解释本发明的某些优选实施例的原理和优点。

附图说明

图1是被对准以测量左眼的眼科设备的图。

图2是被对准以测量右眼的眼科设备的图。

图3是被对准以测量左眼的眼科设备的图，其中所述设备具有替代的传感器布置。

具体实施方式

图1是当其被对准以由设备的检查装置1b来测量受检查者的左眼3b时，本发明的眼科设备1的图。

图1的设备具有两个红外光源4a、4b，其中的一个4a在图1中被指引到受检查者的脸的中心，并且另一红外光源4b被指引使得光束完全地在受检查者的头部2的外面通过。在图中用线来指示光束的方向。这些源4a、4b的光束能够例如相对于彼此为90°。其它角度是可能的，并且最佳角度取决于例如眼科仪器的尺寸和两个红外光源之间的距离。还存在用于登记眼睛的检查结果和被检查的眼睛的装置7。

检测器5检测从受检查者的脸反射的光，其在图1中用虚线来表示。

图2是当其被对准以测量受检查者的右眼3a时，本发明的眼科设备1的图。其是与图1中相同的设备，仅仅被不同地对准。

在图2中，红外光源4b指引到受检查者的脸的中心，并且另一红外光源4a被指引使得光束完全在受检查者的头部2外面通过。发射的光束的方向在图2中用线来表示。

检测器5检测从受检查者的脸反射的光，其在图2中用虚线来表示。

通过交替地将光源接通和关断，能够由图1和2的实施例中的一个检测器5来作出反射的检测。如在图1和2的实施例中完成的那样，存在仅使用一个检测器5用于测量的优点，因为由背景红外或近红外光引起的基线对于反射的两侧而言是相同的，并且能够容易地消除背景。

图3是除图1和2的图之外的本发明的眼科设备1的另一实施例的图。在图3中，设备1被对准以测量受检查者的左眼3b。

图3的设备具有两个红外光源4a、4b，其中的一个4a被指引到受检查者的脸的中心，并且另一红外光源4b被指引使得光束完全地在受检查者的头部2外面通过。用线来表示光束的方向。

检测器6a检测从受检查者的脸反射的光。

存在另一检测器6b，其检测当光源被相反地指引时、即当在测量中光源4b被指引到受检查者的脸的中心且另一红外光源4a使得光束完全在受检查者的头部2外面通过时从受检查者的脸反射的光。

下面描述用于确定眼科仪器被对准到哪只眼睛的可能顺序。

直接在测量之前或之后检测被测量眼睛。

能够由被描述的红外或近红外系统来检测已测量的眼睛或要测量的眼睛。

红外光源中的一个、例如4a首先被接通，而另一红外光源4b被关断。使用红外检测器5来检测反射光束的反射光强度和方向，并且结果被记录在处理单元7中。

然后，将第二红外光源4b接通并将第一红外光源4a关断。再次检测5并由处理单元7记录被反射红外光束的方向及其强度。

当眼科仪器1（眼科设备）被对准到受检查者的眼睛中的一个时，来自其中红外光束被指向受检查者的脸的中心的一侧的被反射的红外强度较高。然后计算两个方向上的红外或近红外光的强度的差，并且基于此差，能够检测被测量的眼睛。

能够设定用于该差的阈值值以便控制检测的准确度。该阈值能够被用来判定两个被记录的反射之间的差是否大到足以获得可靠的结果。如果该差并不足够大，则能够假设仪器并未正确地对准或根本未被对准到患者，其可以导致错误的结果。能够作为错误指示来向患者指示该未对准。

这种技术允许被测量的眼睛的非常快速的检测。能够在几分之一秒内作出检测且其不会减慢测量顺序。

Claims (13)

1.一种被对准到要检查的眼睛的眼科设备（1），该设备包括：

用于检查受检查者的眼睛的装置（1b），以及

两个或更多红外或近红外光源（4a、4b），用于发射两个或更多光束，

其特征在于还包括

检测器（5），其对红外或近红外光敏感，具有检测由于所述发射而被从受检查者的脸（2）反射的光并检测光被从受检查者的脸（2）反射的方向的能力，以及

装置（7），其用于基于所检测的方向来为检查判断设备（1）是针对受检查者的右眼（3a）还是左眼（3b）被对准并且用于登记眼睛的检查结果和被检查的眼睛，

所述红外或近红外光源（4a、4b）与不同的眼睛相关联且被指引以在不同的方向上发射光，其方式为所述光源（4a、4b）中的一个被指引在受检查者的脸（2）的方向上发射光束，并且所述光源中的另一个发射错过受检查者的脸的光束。

2.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述红外或近红外光源（4a、4b）被指引，使得当所述设备（1）被对准到要检查的眼睛时，所述光源（4a、4b）中的一个发射指向受检查者的鼻子或本质上脸的中心的光束，并且另一所述光源发射被指引、使得大部分光束通过受检查者的头部（2）的光束。

3.根据权利要求1或2所述的眼科设备，其中，所述红外光源（4a、4b）是红外发光二极管（IR LED）。

4.根据权利要求1、2或3所述的眼科设备，其中，所述红外光源（4a、4b）位于眼科设备（1）的每侧，并且被定位使得其能够在给出不同反射的方向上发射红外或近红外光束。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的眼科设备，其中，所述检测器（5）能够检测在与红外或近红外光源（4a、4b）相同的波长范围内的红外或近红外光。

6.一种通过使用眼科设备（1）的用于眼科测量的方法，所述眼科设备（1）包括两个或更多红外或近红外光源（4a、4b）、用于检测红外或近红外光的检测器（5），所述方法包括

使眼科设备（1）对准到要检查的眼睛，

将一个红外或近红外光源（4a、4b）的光束指引到受检查者的脸，

指引另一红外或近红外光源的光束的至少大部分通过受检查者的头部（2），

检测被从受检查者的脸反射的红外或近红外光的方向，

基于所述方向来为检查判断所述设备（1）被针对受检查者的右眼（3a）还是左眼（3b）被对准，以及

登记检查结果和被检查眼睛。

7.权利要求6的方法，其中，所述红外或近红外光束被在不同的方向上指引以给出不同的反射。

8.权利要求6或7的方法，其中，所述红外或近红外光源（4a、4b）被交替地接通和关断。

9.权利要求6、7或8的方法，其中，在短时间范围内交替地发送两个源（4a、4b）的红外或近红外光束。

10.权利要求7、8或9中的任一项的方法，其特征在于检测反射束的方向上和通过受检查者的头部（2）的在另一方向上发射的束的方向上的红外或近红外光的强度的差。

11.权利要求7、8、9或10中的任一项的方法，其特征在于在没有来自红外光源（4a、4b）的发射的情况下检测环境的红外光或近红外光，并通过将其与在用红外或近红外光源（4a、4b）进行发射下由检测器识别的反射光相比较来登记辐射状态的变化。

12.权利要求7、8、9、10或11中的任一项的方法，其中，所述检测器（5）识别在哪个方向上存在更多反射并使用此信息作为基础以便推断眼科设备（1）被指引到哪只眼睛上。

13.权利要求7、8、9、10、11或12中的任一项的方法，其中，针对所检测的红外或近红外光设定对于要被使用的结果而言必须被超过的阈值值。

Images