專利名稱：眼動感知方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到眼科激光手術(shù)，更具體地，涉及到用于眼科判別、診斷和手術(shù)過程的眼動感知方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眼科判別、診斷以及/或手術(shù)過程涉及到各種設(shè)備，例如倍頻紅外激光器、固體激光器、射頻能源以及超聲系統(tǒng)，只例舉了一些。在每一個這樣的系統(tǒng)/過程中，感知和/或控制眼睛的位置和運動是十分關(guān)鍵的。
例如，光折射角膜切除(photorefractive keratectomy，PRK)是一種用于通過調(diào)整角膜曲率，實現(xiàn)激光校正眼睛聚焦不足的方法。PRK區(qū)別于傳統(tǒng)眼科手術(shù)中以激光器為基礎(chǔ)的器件使用，例如，組織切除和熱力聯(lián)接。PRK通常使用193納米波長的準(zhǔn)分子激光束，在光分解的處理中切除掉一些角膜組織。這方面大多數(shù)的臨床工作，用光通量約120-195mJ/cm2及大約5-10Hz的脈沖重復(fù)率的激光器完成。這個過程被稱作“角膜塑造(corneal culpting)。
在角膜塑造之前，上皮或角膜的外層被機械地移開以露出基質(zhì)前表面的鮑曼氏膜。這時，在鮑曼氏膜上的激光切除可以開始了，在這一過程中優(yōu)選使用準(zhǔn)分子激光束。在根據(jù)重塑前面基質(zhì)的需要，按不同深度切除角膜組織的切除過程中，光束采用不同的遮蔽。之后，上皮很快重新生長，并在重塑區(qū)域重新形成表面，以產(chǎn)生光學(xué)上正確(或大至接近這樣)的角膜。在一些情況下，角膜的表面片被折疊在一邊，并將暴露的角膜基質(zhì)表面切割成理想的表面形狀，角膜片然后復(fù)位。
光學(xué)療法角膜切除(PTK)是一個包括和PRK所需設(shè)備功能相同的設(shè)備的過程。除了重塑角膜，PTK過程和PRK的區(qū)別在于，PTK使用準(zhǔn)分子激光束治療由疾病引起的表面角膜營養(yǎng)不良，這種情況一般要求角膜移植。
在這兩個過程中，由于眼睛位置誤差包括在眼睛和手術(shù)激光器之間原始對中誤差以及/或由無意(快速)眼動，頭部運動或手術(shù)設(shè)備運動引起的隨之而來的運動引起的手術(shù)誤差，可能降低手術(shù)的屈光效果。運動或位置的誤差是很重要的，因為治療激光器的效率依賴于它會集在病的理論視軸上，視軸實際上大約是病人瞳孔的中心。然而，部分由于有后效的眼動及被稱作快速眼動的無意眼動，這個視軸是很難確定的?？焖傺蹌邮侨祟愐曈X固有的高速運動(即持續(xù)時間很短，10～20毫秒，并且通常眼球轉(zhuǎn)動最多1°)，并且用來向視網(wǎng)膜提供動態(tài)影像?？焖傺蹌颖M管振幅很小，但由于心理影響、身體化學(xué)、手術(shù)燈光條件等因素，病人和病人之間有很大差別。
解決眼位置誤差的一個方法是通過使用抓握裝置或吸環(huán)在手術(shù)中物理上固定病人的眼睛以盡量減小它。然而，吸環(huán)的侵入會扭曲眼睛的形狀，這樣會影響手術(shù)的精確性。另外，由于吸環(huán)通常由外科醫(yī)生抓握，外科醫(yī)生低頻但是大幅度的手部運動，會成為影響手術(shù)精確性的因素。
解決眼位置誤差的另一個方法是用非侵入的方法感知眼睛的位置。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的一種感知技術(shù)/系統(tǒng)是第一和第四Purkinje反射跟蹤器。第一和第四Purkinje反射指的是基于第一Purkinje像和第四Purkinje像的圖象，第一Purkinje是角膜前表面反射成像，第四Purkinje像是眼睛晶狀體后的反射像的成像。這種技術(shù)/系統(tǒng)可以用來跟蹤眼睛的x-y位置。然而，對于特定的角膜塑造手術(shù)過程，第一Purkinje表面被切除了，這樣，這種技術(shù)/系統(tǒng)對于角膜塑造手術(shù)是無效的。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于感知眼睛位置和運動的方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種非侵入方式的感知眼睛位置和運動的方法和系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的另一個目的的是提供一種感知眼睛快速運動的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種感知眼睛位置和運動的方法和系統(tǒng)作為包括角膜塑造過程的眼科手術(shù)的工具。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種感知眼睛位置和運動的方法和系統(tǒng)，使得在手術(shù)中眼睛是安全的。
在說明書和附圖之后，本發(fā)明其他目的和優(yōu)點會變得更加明顯。
按照本發(fā)明，提供了一種方法和系統(tǒng)來感知眼睛的運動。光源產(chǎn)生在近紅外900納米波長范圍內(nèi)的調(diào)制光束。光學(xué)傳送裝置將每個激光調(diào)制脈沖轉(zhuǎn)化成多個光斑。光斑被聚焦，這樣它們剛好處于一個邊界上相應(yīng)的多個位置上，邊界的運動和眼睛運動一致。邊界可以由兩個不同折射率的可見相鄰平面確定。邊界可以是自然產(chǎn)生的邊界(例如，虹膜/瞳孔邊界或虹膜/鞏膜邊界)或是一個人工邊界(例如，畫的、印在或放在眼睛上的墨水環(huán)，或一個固定在眼睛上的反射率增強片)。能量被接收光斑的邊界上的每個位置反射。光學(xué)接收裝置探測從每個位置反射的能量。一個或多個位置反射能量的變化可說明眼睛的運動。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的眼睛的平面圖，有四個光斑位于眼睛虹膜/瞳孔邊界上；圖1B是眼睛的平面圖，四個光斑在眼睛虹膜/鞏膜的邊界上；圖1C是眼睛的平面圖，墨水圈固定在眼睛的虹膜/鞏膜邊界上，同時四個光斑放置在墨水圈/鞏膜邊界上；圖1D是眼睛的平面圖，雙墨水圈固定在眼睛的鞏膜上，同時四個光斑位于雙墨水圈的內(nèi)墨水圈和外墨水圈之間的邊界上；圖1E是眼睛的平面圖，有一個反射增強片固定在上面，并且有四個光斑放在眼睛和該片之間的邊界上；圖2是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的眼動感知系統(tǒng)的框圖；圖3是圖2中光纖束裝置的截面圖；圖4是用于本發(fā)明的傳送部分聚焦光路的優(yōu)選實施方案光學(xué)裝置的框圖；圖5是圖2中所示典型多路峰值電路的方框圖。
發(fā)明詳述現(xiàn)在參照附圖，特別是圖1A-1E，給出了人眼的平面圖，并通常用數(shù)字10表示。這個平面視圖中，眼睛10包括了3個可見相鄰平面，稱為鞏膜或“眼白”11，虹膜12以及瞳孔13。每個鞏膜11，虹膜12，以及瞳孔13有各自的反射率。
本發(fā)明的方法基于優(yōu)選使用4個光斑，由圓圈21、22、23、24表示。如圖示，光斑21和23位于軸25上，而光斑22和24位于軸26上。軸25和軸26彼此垂直。光斑21、22、23和24被聚焦并放置在如圖1A所示的虹膜/瞳孔的邊界14上，或如圖1B所示的虹膜/鞏膜邊界15上。另外，人工邊界也可以使用。例如，如圖1C所示，墨水環(huán)16也可以放置在虹膜/鞏膜邊界15處，產(chǎn)生一個墨水環(huán)/鞏膜邊界17，可以替代或增強邊緣15和鞏膜11之間的反射率差。一種通常在眼科手術(shù)中做標(biāo)記的墨水是龍膽紫墨水，例如，商品名為“Visitec”的墨水。如圖1D所示，雙墨水圈18可被放在鞏膜11上，包括有第一反射率的內(nèi)墨水環(huán)18a以及具有第二反射率的外墨水環(huán)18b。光斑21、22、23和24放置在墨水環(huán)18a和18b之間的邊界18c上的垂直軸25、26上。另一種方法在圖1E中說明，其中圓形反射增強片19固定在眼睛10的某個部分上(例如，鞏膜11)并且光斑21、22、23和24放在通過增強片19的中心的相互垂直的軸25、26上。
在每種情況下，工作原理是相同的。四個光斑、21、22、23和24能量相等，并且基本平均地放在感興趣的圓形邊界上。這種布置可以感知以下面方式的兩軸運動。在相應(yīng)的邊界上，每個光斑21、22、23和24在其位置上引起特定量的反射。由于相應(yīng)邊界的運動和眼睛運動一致，光斑21、22、23和24的反射的量隨著眼睛運動發(fā)生變化。將四個光斑均勻地放置在圓形幾何邊界上，通過相鄰光斑反射量的變化，水平或垂直方向眼睛的運動被探測。例如，眼睛的水平運動可以通過比較光斑21、24的反射量的和與光斑22、23的反射量的和監(jiān)視。類似地眼睛的垂直運動可以通過比較光斑21和22的反射量的和與光斑23、24的反射量的和監(jiān)視。
對于圖1A-1E中所示的所有情況，以上描述的方法是完全相同的，以下的說明將集中在使用虹膜/瞳孔邊界14的圖1A的實施方案上。使用虹膜/瞳孔邊界14是優(yōu)選的，因為它是自然發(fā)生的，并且它代表了最大的反射特性對比。其主要的原因在于瞳孔13沿入射路徑直接反射光線而虹膜12反射的光線是發(fā)散的。注意到鞏膜11和墨水圈16也發(fā)散地反射光線，同時鞏膜11比虹膜12或墨水圈16的反射更發(fā)散。因此，鞏膜11和虹膜12結(jié)合使用(即虹膜/鞏膜邊界15)并且墨水圈16可以用來代替或增強虹膜/鞏膜邊界15。
基于本發(fā)明是用于眼科手術(shù)過程中的事實，光斑21、22、23和24的波長和能量必須加以考慮。光斑最好在可見光譜范圍之外，這樣不會干擾或阻礙醫(yī)生對進(jìn)行手術(shù)的眼睛的觀察。另外，光斑必須是“對眼安全的”以符合美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)安全標(biāo)準(zhǔn)。有許多光波長滿足以上的要求，例如，光斑21、22、23和24在近紅外900納米波長范圍內(nèi)。在這個范圍內(nèi)的光線符合所述的標(biāo)準(zhǔn)，并且是可以用方便可用的、經(jīng)濟上可以負(fù)擔(dān)的光源提供。一種這樣的光源是工作在4KHz頻率下、高脈沖重復(fù)率、905納米GaAs激光器，它在50納秒脈沖期內(nèi)產(chǎn)生10納焦耳能量，這按ANSI定義是對眼睛安全的脈沖。
光斑21、22、23、24的大小根據(jù)感興趣的邊界而不同。例如，用在虹膜/瞳孔邊界14上的光斑大小為1毫米，而用于虹膜/鞏膜邊界15上的光斑大小為2毫米。然而，應(yīng)理解光斑的大小不是固定的，并可以實際根據(jù)病人和照明背景的不同而變化。
用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案系統(tǒng)，通常用數(shù)字100表示，將借助于圖2中的框圖進(jìn)行說明。系統(tǒng)100可以被分為傳送部分和接收部分。實際上，如上所述，傳送部分將光斑21、22、23和24投射到眼睛10上，而接收部分監(jiān)視光斑21、22、23和24引起的反射。
傳送部分包括一個905納米脈沖激光二極管102，將光通過光纖104傳送到光纖組件105上，它將從激光器102送來的每個脈沖分束并延遲形成優(yōu)選的四個等能量脈沖。組件105包括一到四光學(xué)分束器106將四個能量相等的脈沖送入光纖108、110、112、114。這些光學(xué)分束器是可以買到的(例如Cansta出品的HLS2×4型和E-Tek Dynamics出品的MMSC-0404-0850-A-H-1型)。為了用單個處理器處理光纖108、110、112和114傳輸?shù)拿總€脈沖引起的反射，每個脈沖用相應(yīng)的光纖延遲線(或光學(xué)調(diào)制器)109、111、113和115進(jìn)行專門的調(diào)制。例如，延遲線109引起的延遲為0，即DELAY＝0X，其中X是延遲增量，延遲線111引起的延遲為X，即DELAY＝1X，等。
脈沖重復(fù)頻率和延遲增量X是可選擇的，這樣，系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)率比所感興趣的運動的速度快。涉及到快速眼動，系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)率至少要幾百赫茲。例如，通過1)選擇小但是足夠的X的值，使處理器160可以操作數(shù)據(jù)(例如，160納秒)，以及2)選擇激光器102脈沖間的時間為250微秒(即激光器102的脈沖率為4KHz)，可以實現(xiàn)4KHz的系統(tǒng)數(shù)據(jù)率。
四個等能量脈沖通過形成光纖束123的光纖116、118、120和122離開組件105，光纖束123中光纖116、118、120，122的中心的連線形成一個方形(虛線)，每個光纖的中心占一個角，如圖3中的截面圖所示。為了清楚起見，許多光纖束123的公知的結(jié)構(gòu)特性(例如，光纖的包層，墊層，隔離器等)被省略了。
從組件105來的光線通過一個光學(xué)偏振器124，除去光線中垂直的部分，輸出箭頭126表明的水平偏振光線。水平偏振光束126進(jìn)入聚焦光路130，在這里光束126的間隙根據(jù)感興趣的邊界進(jìn)行調(diào)整。另外，可提供變焦能力以調(diào)整由光斑21、22、23和24組成圖形的大小。這種能力使系統(tǒng)100可以適應(yīng)不同的病人，邊界等。
許多光學(xué)排列可以作為聚焦光路130，圖4中的例子說明了一種這樣的裝置。在圖4中，光纖束123放在顯微鏡物鏡1302的工作距離上。顯微鏡物鏡1302的數(shù)值孔徑應(yīng)選為和光纖116，118，120和122的數(shù)值孔徑相等。顯微鏡物鏡1302放大并準(zhǔn)直入射的光線。變焦透鏡1304為進(jìn)一步的調(diào)整提供附加的放大因子。準(zhǔn)直透鏡1306的焦距等于它到變焦透鏡1304的像的距離，這樣它的輸出被準(zhǔn)直了。成象透鏡1308的焦距是到眼睛的距離，這樣，成象透鏡1308使光線在眼睛的角膜表面聚焦成四個清晰的光斑。
再次參照圖2，偏振光束分束器140接收從聚焦光路130來的水平偏振光束126。在現(xiàn)有技術(shù)中，偏振分束器是公知的。例如，分束器140是Newport-klinger制造的10FC16PB.5型。分束器140設(shè)計成只傳送水平偏振光，并且反射垂直偏振光。因此，分束器140只傳送箭頭142標(biāo)明的水平偏振光束126。這樣，只有水平偏振光進(jìn)入眼睛10形成光斑21、22、23和24。眼睛10反射后，光線能量被解偏(即，它包括水平和垂直偏振成分)，如交叉的箭頭150所示。反射光線中的垂直部分如箭頭152所示傳輸/反射。這樣，分束器140可從反射光能量中分離傳輸光線能量，以進(jìn)行精確測量。
光斑21、22、23和24反射光線的垂直偏振部分，通過聚焦透鏡154成像在紅外探測器156上。探測器156將它的信號送入多路復(fù)用峰值探測電路158，它實際上是一個峰值采樣和保持電路，在現(xiàn)有技術(shù)中有許多種。電路158設(shè)計為根據(jù)激光器102的脈沖重復(fù)頻率和延遲X對探測器156采樣(并保持峰值)。例如，如果激光器102的脈沖重復(fù)頻率為4KHz，電路158每250毫秒收集光斑21、22、23和24的反射。
例如，紅外探測器156是EG&G出品的C30916E型雪崩光電二極管。一個典型的時分多路復(fù)用峰值電路158在圖5中的框圖中進(jìn)行了更詳細(xì)的說明。探測器156的探測輸出信號輸入到四個峰值保持電路1581、1582、1583和1584。對于給定的傳輸激光脈沖，探測器輸出通過相應(yīng)光延遲線109、111、113、115的延遲，包括四個時間上分開的脈沖。這四個時間分開的脈沖被饋送到峰值保持電路1581、1582、1583和1584。和激光器啟動命令同步，輸入使能信號也被饋送到峰值和保持電路。每個峰值保持電路的使能信號經(jīng)過延遲電路1585、1586、1587和1588延遲，該延遲與延遲線109、111、113和115的延遲對應(yīng)，使四個脈沖的每一個都輸入到峰值保持電路。例如，延遲電路1585產(chǎn)生相應(yīng)于延遲線109的零時間延遲，延遲電路1586產(chǎn)生相應(yīng)于延遲線111的時間延遲X，等等。這樣，相應(yīng)于一組四個光斑的反射能量被收集，同時探測信號均被四個峰值保持電路1581、1582、1583和1583得到。這時，輸出多路復(fù)用器1589讀出每個峰值保持電路保持的值，并順序地輸入到處理器160。
送到處理器160上的與每組四個光斑反射能量對應(yīng)的值(即激光器102的每個脈沖)可以用于確定眼睛運動的水平和垂直分量，例如，用R21、R22、R23、R24分別代表一組光斑21、22、23和24反射光的被探測量。水平運動的量可以直接從歸一化關(guān)系(1)確定，(R21+R24)-(R22+R23)R21+R22+R23+R24----(1)]]>而垂直運動的量可以直接由歸一化關(guān)系(2)確定。(R21+R22)-(R32+R24)R21+R22+R23+R24----(2)]]>注意歸一化(即，被R21+R22+R23+R24除)減少了信號強度變化的影響。
一旦經(jīng)過處理，表明眼睛運動(或缺少運動)的反射量差可以用于很多方面。例如，過量的眼睛運動量可以用來觸發(fā)報警器170。另外，反射量差可以作為跟蹤伺服系統(tǒng)172的反饋控制，用于切除激光器的定位。更進(jìn)一步，反射量差可以顯示在顯示器174上用于監(jiān)視或教學(xué)的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是很多的，眼動可以用非侵入的方法和裝置感知。本發(fā)明在不同的眼科手術(shù)過程中有很多用途，且對眼睛沒有破壞性的影響或干擾醫(yī)生的視線。另外，感知快速眼動所需的數(shù)據(jù)率可以很容易并且很經(jīng)濟地得到。
雖然，本發(fā)明用一個具體的實施方案說明，有很多變化和調(diào)整在所述指導(dǎo)下對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，是顯而易見的?？梢岳斫獾氖?，在隨后的權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明可以用不同于具體描述的方法實施。
新的、期望受美國專利保護的權(quán)利要求是
權(quán)利要求
1.一種感知眼動的方法，包括步驟將多個光斑聚焦在一個邊界上相應(yīng)的多個位置上，邊界的運動和所述眼睛的運動一致。所述邊界由反射率不同的兩個視覺上相鄰的平面確定，其中能量從每一個所述多個位置反射；和監(jiān)視從每個所述多個位置反射的能量，其中在一個或多個所述位置上所述反射能量的變化可以說明眼睛的運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述邊界環(huán)繞著眼睛的視軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中所述邊界是自然產(chǎn)生的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中所述邊界是虹膜/瞳孔邊界。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中所述邊界是虹膜/鞏膜邊界。
6.依據(jù)權(quán)利要求2的一種方法，其中所述兩個視覺上相鄰的平面中至少有一個是人造的，并且還包括將所述兩個視覺上相鄰的平面中所述至少一個平面放置在環(huán)繞所述眼睛視軸的位置上的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種方法，其中所述放置步驟包括將所述兩個視覺上相鄰的平面中所述至少一個平面固定在所述眼睛上的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的一種方法，其中所述兩個視覺上相鄰的平面中所述至少一個平面是圓形的，并且所述放置步驟包括將所述兩個視覺上相鄰平面的所述至少一個平面的中心基本上放在所述眼睛視軸上的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中所述兩個視覺上相鄰平面之一是反射增強片，還包括將所述反射增強片固定在所述眼睛上的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中每個所述多個光斑都選擇對眼安全的波長。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中，每個所述多個光斑都選擇在可見光譜外的波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中每個所述多個光斑都選擇大約900納米的波長。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的一種方法，其中所述波長是905納米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的一種方法，其中所述多個光斑包括四個光斑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的一種方法，其中所述邊界是圓形的，并且所述四個光斑大致均勻地放在圓形邊界上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的一種方法，其中所述監(jiān)視步驟包括合并從所述四個光斑相鄰的對的所述反射能量，以探測在兩個相互垂直的軸上的眼睛的運動的步驟，其中所述兩個相互垂直的軸均穿過所述圓形邊界的中心。
17.用于感知眼睛運動的一種系統(tǒng)，包括傳送光路，用于將多個光斑聚焦在邊界上的相應(yīng)多個位置上，邊界的運動和所述眼睛運動一致，所述邊界由反射率不同的兩個視覺上相鄰的表面確定，其中能量從每個所述位置反射；和接收光路，用于探測從每個所述多個位置反射的能量。其中在一個或多個所述位置所述反射能量的變化可以說明眼睛的運動。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述傳送光路包括一個光源，用于產(chǎn)生對眼睛安全的光能量，所述光能量用來產(chǎn)生所述多個光斑。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述傳送光路包括一個光源，用于產(chǎn)生在可見光譜之外的光能量，所述光能量用以產(chǎn)生所述多個光斑。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述傳送光路包括一個大約900納米波長的光源，用于產(chǎn)生光能量，所述光能量用來產(chǎn)生所述多個光斑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中所述光源是905納米波長的光源。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中所述邊界的圓形的，并且所述多個光斑包括四個光斑，所述傳送光路包括將所述四個光斑大致均勻地放在圓形邊界上的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的系統(tǒng)，還包括一個處理器，用于處理從所述四個光斑的相鄰光斑對反射的能量，以探測在兩個垂直的軸上的眼睛運動，其中每個所述垂直的軸均通過所述圓形邊界中心。
24.一種用于感知眼睛運動的系統(tǒng)，包括一個光源，用于產(chǎn)生脈沖光束；一個光學(xué)傳送裝置，將每個所述脈沖光束的脈沖轉(zhuǎn)化成多個光斑，并且用于將所述多個光斑聚焦在位于一個邊界上的相應(yīng)的多個位置上，邊界的運動和眼睛的運動一致，所述邊界由兩個反射率不同的視覺上相鄰的平面確定，其中能量由每一個所述多個位置反射；和一個光學(xué)接收裝置，用于探測從每一個所述多個位置上反射的能量，其中，在一個或多個所述位置上的所述反射能量的變化表明了眼睛的運動。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中每個所述多個光斑的波長大約是900納米。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中所述波長是905納米。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)傳送裝置包括一個光學(xué)分束器，用于將每個所述脈沖轉(zhuǎn)化成多個等能量脈沖；延遲裝置，用于在每個所述多個等能量脈沖中引入時間延遲；和聚焦光路，用于將通過所述延遲裝置的每個所述多個等能量脈沖聚焦，形成相應(yīng)的所述多個光斑之一。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中所述延遲裝置包括光纖延遲線。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中所述光學(xué)傳送裝置包括變焦光路，用于調(diào)整由所述在相應(yīng)多個位置上的多個光斑形成的圖形大小。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的系統(tǒng)，還包括用于對通過所述延遲裝置的每個所述多個等能量脈沖偏振，使之成為水平偏振成分的裝置，所述聚焦光路包括一個偏振光束分束器，只傳送通過所述延遲裝置的每個所述多個等能量脈沖的水平偏振部分，以形成所述多個光斑。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中每個所述多個位置的所述反射能量是垂直和水平偏振的，所述光學(xué)接收裝置包括所述偏振光束分束器，用于傳送和水平偏振的所述反射能量分開的垂直偏振的所述反射能量。能量探測光路，用于測量垂直偏振的所述反射能量。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中每個所述多個光斑有大約900納米的波長，并且其中所述能量探測光路包括紅外探測器。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其中所述波長為905納米。
34.根據(jù)權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中所述光源包括一個光源，并且其中所述光學(xué)傳送裝置包括一個一到四光學(xué)分束器，這樣所述多個光斑包括四個光斑。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中每個所述四個光斑的波長大約為900納米。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中所述波長為905納米。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中所述邊界是圓形的，并且所述光學(xué)傳送裝置包括使所述四個光斑大致均勻分布在所述圓形邊界上的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的系統(tǒng)，其中每個所述四個光斑的波長大約為900納米。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其中所述波長為905納米。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的系統(tǒng)，還包括一個處理器，用于處理從所述四個光斑的相鄰對反射的能量，以探測在兩個垂直軸的每一個軸上的眼睛運動，兩個相互垂直的軸均通過所述圓形邊界的中心。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用非侵入方式用來感知眼睛運動，例如快速眼動的方法和系統(tǒng)。一個光學(xué)傳遞裝置(105)將一個激光束脈沖(104)轉(zhuǎn)化成多個光斑(21-24)。當(dāng)斑被聚焦，這樣，它們恰好在一個邊界(42)上的多個相應(yīng)位置上，邊界的運動和眼睛運動吻合。這個邊界可以由兩個反射率不同的可見的相鄰面確定。能量從位于接收光斑的邊界上的每個位置反射。一個光學(xué)接收裝置(156)探測從每個位置反射的能量。在一個或多個點反射能量的變化可說明眼睛的運動。
文檔編號A61B5/103GK1162249SQ95193447
公開日1997年10月15日 申請日期1995年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月18日
發(fā)明者R·W·弗雷, J·E·麥韋特, N·澤金, G·R·唐尼斯 申請人:獨立技術(shù)公司