本發(fā)明總體上涉及驗光領(lǐng)域。

本發(fā)明更具體地涉及一種視覺補(bǔ)償系統(tǒng)并且涉及一種包括這樣的系統(tǒng)的雙目型驗光裝置。

背景技術(shù)：

在測量患者的視覺敏銳度的背景下，已經(jīng)提出對例如通過試驗鏡架或驗光儀(如綜合屈光檢查儀)有待提供的視覺補(bǔ)償進(jìn)行模擬。

試驗鏡架能夠相繼地接納提供不同矯正的試驗鏡片，直到發(fā)現(xiàn)適合于患者的矯正。

這種解決方案是不切實際的，并且需要在專用盒中分開地存儲試驗鏡片。該解決方案進(jìn)一步涉及變換鏡片，從而引起矯正屈光力的不期望且不連續(xù)的轉(zhuǎn)變。

在綜合屈光檢查儀中，試驗鏡片放置在手動旋轉(zhuǎn)或使用機(jī)動化機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的多個盤上。

然而，應(yīng)當(dāng)理解到這種物體具有大的體積和重量，與每個盤上放置的鏡片的數(shù)量有關(guān)。

此外，通過綜合屈光檢查儀的視野是有限的(隧道效應(yīng))，因為該多個鏡片被對準(zhǔn)以獲得不同的矯正值。

在介紹本發(fā)明之前，應(yīng)再提起在下面的描述中所使用的幾個概念的定義。

光學(xué)屈光力是光學(xué)元件能夠使光線會聚或發(fā)散所達(dá)到的程度。光學(xué)屈光力用屈光度表示并且對應(yīng)于以米為單位的焦距的倒數(shù)。

光學(xué)屈光力當(dāng)在鏡片(關(guān)于光軸旋轉(zhuǎn)對稱)的所有子午面中相同時稱作球面屈光力。

與此相反，光學(xué)屈光力當(dāng)依據(jù)鏡片的子午線而變化時則稱作散光。在散光光學(xué)元件的情況下，沿第一子午線的最大光學(xué)屈光力與沿第二子午線的最小光學(xué)屈光力之間的差即稱作柱面屈光力。這是復(fù)曲面或柱面的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在本上下文中，本發(fā)明提供了一種允許沿觀察光軸以屈光力可變的光學(xué)矯正進(jìn)行觀察的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)包括：第一光學(xué)元件，該第一光學(xué)元件能夠以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)并且沿該光軸具有第一柱面屈光力；第二光學(xué)元件，該第二光學(xué)元件能夠以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)并且沿該光軸具有第二柱面屈光力；以及鏡片，該鏡片將所述光軸用作軸線并且具有可變球面屈光力。

該第一光學(xué)元件和該第二光學(xué)元件可以是能夠彼此獨立旋轉(zhuǎn)的，使得在至少一個位置上，由該第一光學(xué)元件和該第二光學(xué)元件的組合產(chǎn)生的合成柱面屈光力具有例如低于0.1屈光度的微小值、或者甚至是零值。

在實踐中，該第二柱面屈光力的絕對值例如等于(或至少幾乎等于)該第一柱面屈光力的絕對值，使得在至少一個位置上，所述合成柱面屈光力值是零(或幾乎為零)。

換言之，在這種情況下，該第二柱面屈光力等于或與該第一柱面屈光力相反。然而，該第一柱面屈光力和第二柱面屈光力可以是不同的，以補(bǔ)償兩個鏡片之間的間距(根據(jù)古爾斯特蘭(Gullstrand)方程)以便獲得對準(zhǔn)，在至少一個位置上這些鏡片的組合(即，合成)柱面屈光力抵消了。

因此，通過彼此獨立地改變第一光學(xué)元件的角位置(在以下描述中為角α₁)和第二光學(xué)元件的角位置(在以下描述中為角α₂)以及球面屈光力可變的鏡片的球面屈光力S_V，可以在預(yù)定范圍內(nèi)獨立地改變該系統(tǒng)(由第一光學(xué)形成元件、第二光學(xué)元件以及球面屈光力可變的鏡片形成)的球面屈光力S、柱面屈光力C以及散光角α，如以下描述中所說明的。

具體地，借助于改變這兩個柱面屈光力光學(xué)元件的相對取向的能力，該系統(tǒng)存在使該系統(tǒng)的柱面屈光力C較小的至少一個位置。當(dāng)?shù)谝恢媲饬偷诙媲饬Φ慕^對值相等或幾乎相等時，這兩個元件存在使該系統(tǒng)的柱面屈光力C為可忽略的或甚至為零的至少一個相對位置。因此，可以產(chǎn)生僅對球面屈光力的矯正。

此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，可變球面屈光力尤其使得可以補(bǔ)償由這些柱面屈光力光學(xué)元件的關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的球面屈光力，或為了抵消該球面屈光力，或為了總體(對于整個系統(tǒng)而言)獲得與所希望的球面屈光力一致的球面屈光力。因此，可以由該球面屈光力可變的鏡片至少部分地補(bǔ)償由第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的組合引起的球面屈光力。

該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)因此特別適合于產(chǎn)生可變矯正；此外，該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)具有較小的體積，因為三個光學(xué)元件足以產(chǎn)生上述參數(shù)范圍內(nèi)的可變矯正。

該系統(tǒng)另外允許通過這兩個柱面屈光力光學(xué)元件的快速旋轉(zhuǎn)來提供杰克遜交叉柱鏡(Jackson cross cylinder)功能。為了提供這種功能(在折射協(xié)議中經(jīng)常使用)，使用了由具有垂直軸線并具有相反符號和完全相同的屈光力的兩個平面柱面鏡片組成的交叉雙柱鏡。該交叉雙柱鏡的球面屈光力為零，其用來通過旋轉(zhuǎn)該雙柱鏡來非常快速地改變柱面屈光力的值。通過驅(qū)動第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件一致旋轉(zhuǎn)，這種快速變化在此可在不添加補(bǔ)充光學(xué)元件的情況下實現(xiàn)。

該球面屈光力可變的鏡片例如是包含流體的可變形鏡片或者，換言之，是包含流體和可變形薄膜的鏡片。

可以提供的是，由第一電機(jī)驅(qū)動的第一機(jī)構(gòu)被設(shè)計成使該第一光學(xué)元件以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)，并且可選地，由第二電機(jī)驅(qū)動的第二機(jī)構(gòu)被設(shè)計成使該第二光學(xué)元件以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)。

一方面該第一機(jī)構(gòu)和第一電機(jī)以及另一方面該第二機(jī)構(gòu)和第二電機(jī)對應(yīng)地形成第一致動器和第二致動器，每個致動器允許對第一和第二光學(xué)元 件之一的位置進(jìn)行調(diào)整。

該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)可以包括被設(shè)計成根據(jù)設(shè)定點數(shù)據(jù)(例如從由該系統(tǒng)的用戶操縱的遙控器接收到的數(shù)據(jù))對應(yīng)地控制第一電機(jī)和第二電機(jī)的控制元件。

該控制元件例如包括溫度傳感器和/或被設(shè)計成傳送取向數(shù)據(jù)的取向傳感器或運動傳感器。

尤其可以提供的是，該控制元件包括被設(shè)計成根據(jù)所述設(shè)定點數(shù)據(jù)和所述取向數(shù)據(jù)中的至少一者生成多個控制信號并且發(fā)射出對應(yīng)地尋址到第一電機(jī)和第二電機(jī)的控制信號的計算機(jī)器。

因此，發(fā)送到電機(jī)的這些控制信號將考慮到該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的取向，例如以補(bǔ)償由于重力在液體鏡片中引起的屈光力影響。

該控制元件還可以被設(shè)計成根據(jù)所述設(shè)定點數(shù)據(jù)和該系統(tǒng)的一部分與透過該系統(tǒng)進(jìn)行觀察的眼鏡之間的距離中的至少一者生成多個控制信號。

該第一機(jī)構(gòu)可以包括例如與第一蝸桿螺釘相互作用的第一嵌齒輪，該第一蝸桿螺釘被牢固地緊固到該第一電機(jī)的傳動軸上；該第一光學(xué)元件則可以安裝在該第一嵌齒輪上。

同樣，該第二機(jī)構(gòu)可以包括例如與第二蝸桿螺釘相互作用的第二嵌齒輪，該第二蝸桿螺釘被牢固地緊固到該第二電機(jī)的傳動軸上，該第二光學(xué)元件則可以被安裝在該第二嵌齒輪上。

這樣的機(jī)構(gòu)允許降低電機(jī)的輸出速度。該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)因此具有特別優(yōu)良的分辨率，并且限定該系統(tǒng)的矯正的參數(shù)S、C和α因此可以具有在上述范圍內(nèi)幾乎連續(xù)的一組值。此外，借助于這樣的機(jī)構(gòu)，這些嵌齒輪、并且因此由這些嵌齒輪支承的光學(xué)元件被保持在位，即使在沒有對這些電機(jī)供電的情況下。這些光學(xué)元件(即，第一光學(xué)元件、第二光學(xué)元件以及鏡片)因此被安裝成(在該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)中)使它們(每個)(甚至)在不供應(yīng)電力的情況下保持它們各自的設(shè)定點位置。

該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)可以包括與所述嵌齒輪相關(guān)聯(lián)的至少一個光學(xué)元件(在實踐中，每一個嵌齒輪都與一個光學(xué)單元相關(guān)聯(lián))，以便確定所關(guān)聯(lián) 的光學(xué)元件(第一光學(xué)元件、第二光學(xué)相關(guān)元件或鏡片)的位置。

該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)可以被容納在例如通過組裝至少一個第一部分和一個第二部分形成的外殼中；可以提供的是，將第一嵌齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第一部分上并且將第二嵌齒輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第二部分上。

第一電機(jī)例如安裝在所述第一部分上，和/或第二電機(jī)例如安裝在所述第二部分上。

還可以提供的是，將由第三電機(jī)驅(qū)動的第三機(jī)構(gòu)設(shè)計成驅(qū)動用于控制該球面屈光力可變的鏡片的球面屈光力的環(huán)旋轉(zhuǎn)。

因此還可以通過由第三電機(jī)和第三機(jī)構(gòu)形成的致動器來調(diào)整球面屈光力。

第三機(jī)構(gòu)例如包括與第三蝸桿螺釘相互作用的第三嵌齒輪，該第三蝸桿螺釘被牢固地緊固到第三電機(jī)的傳動軸上，該控制環(huán)被牢固地緊固到該第三嵌齒輪上。

第一電機(jī)、第二電機(jī)以及第三電機(jī)例如被放置成空出一個至少120°范圍的、例如180°范圍的圓形幾何體，所述幾何體的中心在該光軸上，離鏡片的有效半徑盡可能近，例如在離鏡片的有效半徑小于20mm(或甚至小于10mm)的距離處；從而獲得了小體積的組件。

前述控制元件(例如通過其前述計算機(jī)器)可以被設(shè)計成根據(jù)所述設(shè)定點中的至少一者和根據(jù)由溫度傳感器生成的溫度數(shù)據(jù)來生成尋址到第三電機(jī)的至少一個控制信號。因此，可以補(bǔ)償由任何溫度變化造成的球面屈光力可變的鏡片的球面屈光力的變化。

該殼體可以另外包括第三部分，第三電動機(jī)機(jī)則可能安裝在該第三部分中。

根據(jù)多個可設(shè)想到的實施例(例如，以下所描述的實施例)，第一光學(xué)元件形成在第一平面柱面鏡片的面上、具有第一屈光度，和/或該第二光學(xué)元件形成在第二平面柱面鏡片的面上、具有第二屈光度。精確地講，可以提供的是，第一光學(xué)元件是凸平面柱面鏡片，和/或第二光學(xué)元件是凹平面柱面鏡片。

此外，可以對第一光學(xué)元件、第二光學(xué)元件以及鏡片進(jìn)行控制，以便提供杰克遜交叉柱鏡功能，即使由第一光學(xué)元件、第二光學(xué)元件以及鏡片形成的系統(tǒng)的柱面屈光力和/或散光角(每個)在兩個不同的值之間交替。

換言之，本發(fā)明提供了一種允許沿觀察光軸以屈光力可變的光學(xué)矯正進(jìn)行觀察的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)包括：

-第一光學(xué)元件，該第一光學(xué)元件能夠以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)并且沿該光軸具有第一柱面屈光力，

-第二光學(xué)元件，該第二光學(xué)元件能夠以中心在該光軸上的旋轉(zhuǎn)運動的方式旋轉(zhuǎn)并且沿該光軸具有第二柱面屈光力，

-鏡片，該鏡片將所述光軸用作軸線、具有可變球面屈光力并且可機(jī)械地致動以使所述球面屈光力連續(xù)地變化。

本發(fā)明還提供了一種包括兩個光學(xué)系統(tǒng)的雙目型驗光裝置，這些光學(xué)系統(tǒng)例如安裝在共同的固持器上，其中這兩個光學(xué)系統(tǒng)中的一者(或者甚至是這兩個光學(xué)系統(tǒng)中的每一者)是如上介紹的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)。

附圖說明

以下通過非限制性示例給出的關(guān)于附圖的描述將清楚地闡釋本發(fā)明的本質(zhì)以及其可被實施的方式。

在附圖中：

-圖1示意性地示出了在本發(fā)明的一種示例性實現(xiàn)方式中使用的光學(xué)元件；

-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的傳授內(nèi)容的示例性視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的截面圖；

-圖3示出了從柱面鏡片側(cè)看到的圖2中的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的剖開視圖；

-圖4示出了從可變球面鏡片側(cè)看到的圖2中的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的剖開視圖；

-圖5示意性地示出了用于控制圖2中的視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的元件。

具體實施方式

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的傳授內(nèi)容的示例性視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的主要光學(xué)元件。

這些光學(xué)元件包括柱面屈光力為C₀的凸平面柱面鏡片2、負(fù)柱面屈光力為-C₀的凹平面柱面鏡片4、以及可變球面屈光力為S_V的鏡片6。

因此，凹平面柱面鏡片4的柱面屈光力(此處為-C₀)的絕對值(或模數(shù))(此處為C₀)等于凸平面柱面鏡片2的柱面屈光力(此處為C₀)的絕對值(C₀)(或模數(shù))。

這三個鏡片2、4、6放置在同一光軸X上。精確地講，這三個鏡片2、4、6中的每一個鏡片具有中心在光軸X上的總體成柱面的外形。在此處描述的示例中，鏡片2、4、6具有以下直徑(對它們的體積進(jìn)行量化)，分別是：25mm、25mm、20mm。

應(yīng)當(dāng)指出的是，優(yōu)選使用此視覺補(bǔ)償系統(tǒng)10，其中患者的眼睛位于球面屈光力可變的鏡片6的一側(cè)上，使得柱面屈光力的鏡片2、4(其直徑更大)不限制球面屈光力可變的鏡片6所限定的視野，由于該鏡片距離患者的眼睛近，感知到其本身是寬的。

這三個鏡片2、4、6包括垂直于光軸X的第一平面面和與該第一面相對并且旋光的第二面：

-鏡片2的旋光面的形狀是凸柱面(該柱面的軸線Y₁限定此面垂直于光軸X平鋪)；

-鏡片4的旋光面的形狀是凹柱面(該柱面的軸線Y₂限定此面垂直于光軸X平鋪)；并且

-可變球面屈光力為S_V的鏡片6的旋光面是可變形的，并且因此可以采用凸面球面形狀(如圖1中的虛線所示)、平面形狀或凹面球面形狀(如實線所示)。

可變球面屈光力為SV的鏡片6是例如文件EP 2 034 338中所描述的那種類型的鏡片。這種鏡片包括由透明可變形薄膜和平面可移動透明壁封閉的空腔；該空腔包含或大或小程度上受可移動面約束的體積恒定的透明 液體，以便使因此是或者球面凹表面或平面表面或者球面凸表面的薄膜變形。在所使用的鏡片中，螺母/螺栓系統(tǒng)形成的運動轉(zhuǎn)換確保了旋轉(zhuǎn)和線性運動的轉(zhuǎn)換。因此，旋轉(zhuǎn)安裝在殼體26上的環(huán)使鏡片6的一部分平移，從而致使透明薄膜的上述變形，如在例如上述文件EP 2 034 338中所說明的。因此，通過鏡片6上的機(jī)械作用可以連續(xù)地改變球面屈光力S_V。在此處所描述的示例中，鏡片6具有介于-40mm與40mm之間的可變焦距，即，介于-25D與25D之間的可變球面屈光力S_V(D是屈光度，該單位用于測量聚散度，是與以米表示的焦距的倒數(shù))。

而且，平面柱面鏡片2、4分別具有如已經(jīng)指示的-C₀和C₀柱面屈光力，其中此處C₀＝5D。

如以下更詳細(xì)地說明的，凹平面柱面鏡片4和凸平面柱面鏡片2是關(guān)于軸線X可旋轉(zhuǎn)地安裝的(中心在軸線X上的旋轉(zhuǎn)運動)。

因此，形成在凸平面柱面鏡片2的旋光面上的凸柱面的軸線Y₁可以與參考軸線Y₀(該軸線是固定的并且垂直于光軸X)形成可變角α₁。

同樣，形成在凹平面柱面鏡片4的旋光面上的凹柱面的軸Y₂可以與參考軸Y₀形成可變角α₂。

通過計算各子午線上的聚散度，針對由剛才描述的三個光學(xué)元件2、4、6形成的系統(tǒng)的球面屈光力S、柱面屈光力C和散光角α獲得以下公式：

C＝C₀(cos2(α-α₂)-cos2(α-α₁)) (公式2)

將指出的是，公式3中的項(-C/2)對應(yīng)于提供柱面屈光力的2個鏡片的合體所生成的球面屈光力。

通過如下文所述的相互獨立地控制凸平面柱面鏡片2的旋轉(zhuǎn)位置和凹平面柱面鏡片4的旋轉(zhuǎn)位置，可以從0°到360°獨立地改變這些角α₁、α₂中的每一個角并且因此獲得介于-2.C₀和2.C₀(即，介于-10D與10D之 間)之間的可調(diào)節(jié)的柱面屈光力C，并且針對0°與360°之間可調(diào)節(jié)的任何散光角通過同時控制這兩個鏡片來獲得。如公式3所指示的，使用可變球面屈光力的鏡片來補(bǔ)償這2個柱面鏡片的取向的合體產(chǎn)生的球面屈光力。

而且，通過改變球面鏡片6的球面屈光力S_V，可以調(diào)節(jié)由這三個鏡片2、4、6形成的系統(tǒng)的球面屈光力S。

根據(jù)可設(shè)想的變化形式，提供設(shè)定球面屈光力的鏡片可以具有相同的(正或負(fù))柱面屈光力C₀：其可以是可選地完全相同的兩個凸平面柱面鏡片或者(作為替代方案)可選地完全相同的兩個凹平面柱面鏡片的問題。

確切地，在這種情況下，通過以下公式給出了由這兩個鏡片與提供可變球面屈光力的鏡片形成的系統(tǒng)的球面屈光力S、柱面屈光力C和散光角α：

C＝C₀(cos2(α-α₂)+cos2(α-α₁)) (公式5)

項C₀–C/2對應(yīng)于提供柱面屈光力的兩個鏡片的組合引起的球面屈光力。

因此，在這種情況下，還可以通過對提供柱面屈光力的鏡片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(獨立于彼此)并且通過改變提供可變球面屈光力的鏡片的球面屈光力來調(diào)節(jié)球面屈光力S、柱面屈光力C和散光角α，具體地使得柱面屈光力C為零。

圖2中示出了使用剛才已經(jīng)描述的光學(xué)元件的示例性視覺補(bǔ)償系統(tǒng)10。

在以下描述中，有時為了使解釋清晰，將使用如“上部”或“下部”等術(shù)語，這些術(shù)語限定了圖2、圖3和圖4中的取向。應(yīng)當(dāng)理解的是，此取向不一定適用于所描述的系統(tǒng)的將可能進(jìn)行的用途，在該用途中僅參考方向是光軸X。

示例補(bǔ)償系統(tǒng)10包括由第一部分14、第二部分16和第三部分18形 成的外殼12，這些部分沿著光軸X依次放置并且成對地裝配在垂直于光軸X的平面中。

第一嵌齒輪22被安裝成能夠以中心在光軸X上的旋轉(zhuǎn)運動的方式在殼體12的第一部分14中旋轉(zhuǎn)并且在其中心(在為此目的而設(shè)置的孔口中)支承凸平面柱面鏡片2。第一嵌齒輪22和凸平面柱面鏡片2共軸；換言之，在垂直于光軸X的平面的橫截面中，第一嵌齒輪22的外周長和凸平面柱面鏡片2的周長形成中心在光軸X上的同心圓。

同樣，第二嵌齒輪24被安裝成能夠以中心在光軸X上的旋轉(zhuǎn)運動的方式在殼體12的第二部分16中旋轉(zhuǎn)并且在其中心(在為此目的而設(shè)置的孔口中)支承凹平面柱面鏡片4。第二嵌齒輪24和凹平面柱面鏡片4共軸；換言之，在垂直于光軸X的平面的橫截面中，第二嵌齒輪24的外周長和凹平面柱面鏡片4的周長形成中心在光軸X上的同心圓。

第三嵌齒輪27被安裝成以中心在光軸X上的旋轉(zhuǎn)運動的方式在殼體12的第三部分18中旋轉(zhuǎn)。第三嵌齒輪27被牢固地緊固到在殼體26的周長上設(shè)置的環(huán)上，該第三嵌齒輪支承球面屈光力可變的鏡片6并且允許控制球面屈光力S_V。球面屈光力可變的鏡片6的殼體26安裝在殼體12的第三部分18中。

如可以從圖3中清晰看到的，通過第一電機(jī)42(繞光軸X)旋轉(zhuǎn)第一嵌齒輪22，該電機(jī)的傳動軸支承與第一嵌齒輪22嚙合的第一蝸桿螺釘32。第一電機(jī)42例如安裝在殼體12的第一部分14中。

第一嵌齒輪22的當(dāng)前位置由第一光學(xué)單元52監(jiān)控。

同樣，通過第二電機(jī)44繞光軸X旋轉(zhuǎn)第二嵌齒輪24，該電機(jī)的傳動軸支承與第二嵌齒輪24嚙合的第二蝸桿螺釘34。第二電機(jī)44例如安裝在殼體12的第二部分16中。

第二嵌齒輪24的當(dāng)前位置由第二光學(xué)單元54監(jiān)控。

如從圖4中看到的，第三嵌齒輪27就其本身而言通過第三電機(jī)46(繞光軸X)旋轉(zhuǎn)，該電機(jī)具有傳動軸，與第三嵌齒輪27嚙合的第三蝸桿螺釘36安裝在該傳動軸上。第三電機(jī)46例如安裝在殼體12的第三部分18中。

第三嵌齒輪27的當(dāng)前位置由第三光學(xué)單元56監(jiān)控。

每個光學(xué)單元52、54、56例如是由包括至少一個光學(xué)傳感器的一對元件形成的；這對元件中的另一元件例如是光發(fā)射器(或，作為變化形式，反射元件，在這種情況下光發(fā)射器與光學(xué)傳感器相關(guān)聯(lián))。

第一、第二和第三電機(jī)42、44、46是例如具有20步/匝分辨率的步進(jìn)電機(jī)，此處設(shè)定在步長的8分之一處(下文中被稱為微步(micro-step))。作為變化形式，這些電機(jī)可以設(shè)定在步長的16分之一處。

殼體12的內(nèi)部體積(并且而且第一、第二和第三部分14、16、18中的每一個部分的內(nèi)部體積以相同的方式)可以被細(xì)分成用于接納電機(jī)42、44、46的空間(圖2、圖3和圖4中的殼體12的上部區(qū)域)和用于接納光學(xué)元件2、4、6的空間(圖2、圖3和圖4中的殼體12的下部區(qū)域)。

用于接納電機(jī)42、44、46的空間具有在用于接收光學(xué)元件2、4、6的空間的方向開放(朝向圖中的底部)而在對端(朝向圖中的頂部)被殼體12的上面19(殼體12的上面19由分別殼體12的第一、第二和第三部分14、16、18的裝配上面形成)封閉的基本上平行六面體的形狀。

電機(jī)42、44、46的安排如此以便有利地使得可以使用180°范圍的圓形幾何體，所述圓形幾何體的中心在該光軸上，離鏡片的有效半徑盡可能近。

與用于接納這些電機(jī)的空間相比，用于接納光學(xué)元件2、4、6的空間具有與第三嵌齒輪27在該嵌齒輪的一半周長上的形狀匹配的圓柱形狀(以殼體12的壁為界)。

換言之，殼體12(以及因此殼體12的第一、第二和第三部分14、16、18中的每一個部分)在用于接納光學(xué)元件2、4、6的空間中具有圓柱形狀，其中直徑(垂直于光軸X)與第三嵌齒輪27的直徑大致相同并且比其稍微更大。

嵌齒輪22、24、27各自的直徑被選擇成保持視野而不管光學(xué)系統(tǒng)的厚度怎樣。

第一電機(jī)42和第一蝸桿螺釘32沿著垂直于殼體12的上面的方向Z (并且因此確切地垂直于光軸X)在殼體12中延伸，其方式使得第一電機(jī)42被封裝在用于接納這些電機(jī)的空間中，而第一蝸桿螺釘32位于用于接納這些光學(xué)元件的空間中。

關(guān)于第二電機(jī)44和第二蝸桿螺釘34，它們沿著同一方向在殼體12中延伸，但相對于柱面屈光力鏡片2、4，與第一電機(jī)42和第一蝸桿螺釘34相對。第二電機(jī)44被封裝在用于接納這些電機(jī)的空間中，而第二蝸桿螺釘34位于用于接納這些光學(xué)元件的空間中。

因此，將指出的是，第一蝸桿螺釘32和第二蝸桿螺釘34位于由第一嵌齒輪22和第二嵌齒輪24形成的組件的任一側(cè)上，并且這些各種零件(第一蝸桿螺釘32、第二蝸桿螺釘34、第一或第二嵌齒輪22、24)的橫向體積(沿著垂直于上述軸線X和Z的軸線Y)小于第三嵌齒輪27的直徑，使得第一和第二蝸桿螺釘32、34包含在用于接納這些光學(xué)元件的空間中而不需額外空間來接納它們。

而且，第一和第二電機(jī)42、44沿著光軸X各自具有比第一和第二嵌齒輪22、24中的每一個嵌齒輪的體積更大的體積，并且甚至比殼體12的第一和第二部分14、16中的每一個部分的體積更大。然而，因為這些第一和第二電機(jī)42、44如上指示放置在殼體12的每一側(cè)上(相對于軸線Z)，所以它們各自占據(jù)沿著光軸X與殼體12的第一部分14和第二部分16成一條直線延伸的空間。

例如，第一和第二電機(jī)42、44中的每一個電機(jī)具有包括在6mm與12mm之間(例如10mm)的橫向體積(電機(jī)的外徑)，而第一和第二齒輪嵌22、24各自具有包括在1mm與4mm之間(例如，2.5mm)的厚度(沿著軸線X的體積)。

第三電機(jī)46和第三蝸桿螺釘36相比之下位于用于接納這些電機(jī)的空間中，在沿著軸線X與殼體12的第三部分18成一條直線延伸的區(qū)域中。因此，第三蝸桿螺釘36在第三嵌齒輪27的上部部分與該第三嵌齒輪嚙合，由此使得殼體12可以緊隨著殼體12在第三嵌齒輪27的下部部分的形狀，如上所指示的。

在所描述的示例中，如圖4中所示，第三電機(jī)46和第三蝸桿螺釘36的軸線相對于殼體12的上面(確切地相對于上述軸線Y)稍微傾斜。

可以設(shè)置例如第三嵌齒輪27的厚度包括在0.3mm與2mm之間。

各元件的這種安排允許獲得相對薄的殼體，通常具有包括在15mm與20mm之間的厚度。

殼體12還包括(例如在用于接納電機(jī)的空間的上部區(qū)域中)控制元件50，此處，該控制元件由通過公共印刷電路板支承的多個集成電路形成。

而且，為了使該設(shè)備獨立，提供了一種用于存儲電力的裝置，此處為電池58(作為變化形式，盡管其可以是超級電容器)。還可以例如提供用于對儲電裝置58進(jìn)行充電的非接觸式元件。電池58尤其允許為電機(jī)42、44、46和控制元件50供電。

圖5中示意性示出了這種控制元件50的主要元件及其與上述電機(jī)42、44、46和與上述光學(xué)單元52、54、56的連接。

控制元件50包括接收模塊60，該接收模塊被設(shè)計成用于接收(此處經(jīng)由無線鏈路)設(shè)定點數(shù)據(jù)，即，指示使用者所期望的球面屈光力S、柱面屈光力C和散光角α的值的數(shù)據(jù)，這些值限定由光學(xué)元件2、4、6形成的光學(xué)組件所產(chǎn)生的補(bǔ)償。

接收模塊60是例如從使用者控制的紅外線發(fā)射遙控器接收此設(shè)定點數(shù)據(jù)的紅外線接收模塊。作為變化形式，可以提供經(jīng)由無線鏈路(例如，本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò))從個人計算機(jī)接收這些設(shè)定點數(shù)據(jù)；在這種情況下，使用者通過在計算機(jī)上進(jìn)行交互式選擇來選擇該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)的球面屈光力S、柱面屈光力C和散光角α的值。

接收模塊60將所接收到的設(shè)定點數(shù)據(jù)S、C、α傳送至計算機(jī)器66(例如，由執(zhí)行計算機(jī)程序以便執(zhí)行該計算機(jī)器的功能的處理器組成，如下文所述)，確切地傳送至此計算機(jī)器66控制的計算模塊68。

計算模塊68使用以上給出的公式計算所需的角α₁、α₂的值和球面屈光力S_V的值以便獲得當(dāng)輸入時接收的設(shè)定點值S、C、α。在平面柱面鏡片2和4分別具有柱面屈光力–C₀和C₀的情況下，將例如使用以下公式：

計算機(jī)器66還包括控制模塊70，該控制模塊當(dāng)輸入時接收計算模塊68所計算的角α₁、α₂和球面屈光力S_V的值并向電機(jī)42、44、46發(fā)出控制信號，以便相互獨立地控制這些電機(jī)42、44、46中的每一個電機(jī)并且獲得嵌齒輪22、24、27各自的位置，這些位置允許獲得所期望的值：

-控制模塊70控制第一電機(jī)42以便使得第一嵌齒輪22繞光軸X轉(zhuǎn)動遠(yuǎn)達(dá)凸平面柱面鏡片2(由第一嵌齒輪22支承)的旋光柱面表面的軸線Y₁與參考方向Y₀形成角α₁的位置；

-控制模塊70控制第二電機(jī)44以便使得第二嵌齒輪24繞光軸X轉(zhuǎn)動遠(yuǎn)達(dá)凹平面柱面鏡片4(由第二嵌齒輪24支承)的旋光柱面平面的軸線Y₂與參考方向Y₀形成角α₂的位置；

-控制模塊70控制第三電機(jī)46以便使第三嵌齒輪27繞光軸X轉(zhuǎn)動遠(yuǎn)達(dá)可變球面屈光力的控制環(huán)將球面屈光力設(shè)定到計算模塊68所計算的屈光力S_V所在的位置。

分別借助于光學(xué)單元52、54、56各自在每一個光學(xué)單元所關(guān)聯(lián)的嵌齒輪上測量相對于所討論的輪的周長上的參考點(例如，沒有齒的點)已經(jīng)經(jīng)過的光學(xué)單元的齒的數(shù)量，知道每一個嵌齒輪22、24、27在每一瞬間的位置。

在此處所描述的示例中，第一電機(jī)42/第一蝸桿螺釘32/第一嵌齒輪22組件就像第二電機(jī)44/第二蝸桿螺釘34/第二嵌齒輪24組件一樣具有使得嵌齒輪22、24的一匝對應(yīng)于相關(guān)聯(lián)的電機(jī)42、44的15040個微步的齒輪比。因此，針對角α₁和α₂，分辨率(嵌齒輪22、24在一個微步的旋轉(zhuǎn)角度)是0.024°。

第三電機(jī)46/第三蝸桿螺釘36/第三嵌齒輪46組件就其本身而言具有 16640微步每匝的齒輪比。用于控制可變球面屈光力的環(huán)在120°的角跨度范圍內(nèi)(因此對應(yīng)于5547微步)是可調(diào)節(jié)的以便獲得球面屈光力從-25D到25D的變化(即，50D的變化跨度)。因此，分辨率(針對一個微步的球面屈光力S_V的變化)是0.009D。

根據(jù)一個可設(shè)想到的實施例，可以提供的是，控制元件50考慮到球面鏡片6的入射面與透過該視覺補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行觀察的眼睛的角膜的頂點之間的距離，以便可選地矯正所討論的視覺補(bǔ)償裝置的屈光力設(shè)定點?？梢酝ㄟ^已知的為此目的的手段來獲得這個距離(有時用LED表示“鏡片-眼睛距離”)。

以等效焦距F的球面屈光力S為例，定位誤差ε將意為著需要相當(dāng)于球面屈光力S’的矯正焦距F’，其中：

F′＝F-ε并且

其相當(dāng)近似地得出S'＝S·(1+ε·S)。

因此，根據(jù)這個實施例，控制元件50不僅根據(jù)當(dāng)輸入時接收到的這些設(shè)定點值S、C、α而且還根據(jù)鏡片-裝置(此處為角膜-鏡片6的入射面)距離來確定角度α₁、α₂的值以及球面屈光力S_V的值(以及分別有待施加到如上所述電機(jī)的控制信號)。應(yīng)當(dāng)指出的是，在此控制元件50將鏡片-眼睛距離考慮在內(nèi)，該控制元件接收未矯正的設(shè)定點(即沒有考慮鏡片-眼睛距離)。

此外，在從初始設(shè)定點值α₁、α₂、S_V轉(zhuǎn)到新的設(shè)定點值α'₁、α'₂、S'_V過程中，可以提供的是，在可以可選地取決于這些設(shè)定點中的一個設(shè)定點的變化幅度(例如，在球面屈光力絕對值變化時，|S'_V-S_V|，其中，|x|是x的絕對值)的給定時間長度T(以秒計)內(nèi)致動第一、第二和第三電機(jī)42、44、46中的每一個電機(jī)。

為此，計算機(jī)器66例如確定電機(jī)42的允許從角α₁轉(zhuǎn)到角α'₁的微步數(shù)量p₁、電機(jī)44的允許從角α₂轉(zhuǎn)到角α'₂的微步數(shù)量p₂以及電機(jī)46的允 許從球面屈光力S_V轉(zhuǎn)到球面屈光力S'_V的微步數(shù)量p₃。然后，計算機(jī)器66命令電機(jī)42以p₁/T微步每秒的速度旋轉(zhuǎn)、電機(jī)44以p₂/T微步每秒的速度旋轉(zhuǎn)以及電機(jī)46以p₃/T微步每秒的速度旋轉(zhuǎn)。

控制元件50還包括傳送關(guān)于所測量的環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)的溫度傳感器62和例如采取加速計形式的測斜儀64，該測斜儀產(chǎn)生關(guān)于視覺補(bǔ)償系統(tǒng)10相對于例如豎直方向的取向的數(shù)據(jù)。

計算機(jī)器66接收溫度傳感器62產(chǎn)成的溫度數(shù)據(jù)和測斜儀64產(chǎn)成的取向數(shù)據(jù)并且將這些數(shù)據(jù)用于確定有待發(fā)送至電機(jī)42、44、46的命令的環(huán)境中。

在所描述的示例中，控制模塊70使用溫度數(shù)據(jù)以便補(bǔ)償鏡片6的球面屈光力由于溫度引起的變化(在所描述的示例中約為0.06D/℃)和使用取向數(shù)據(jù)以便補(bǔ)償由于視覺補(bǔ)償系統(tǒng)10的取向變化引起的傳動系統(tǒng)(電機(jī)、蝸桿螺釘、嵌齒輪)的可能的干擾。

視覺補(bǔ)償系統(tǒng)10可以用來提供杰克遜交叉柱鏡功能，杰克遜交叉柱鏡又被稱作翻轉(zhuǎn)交叉柱鏡。

根據(jù)第一示例，可以使用這個功能來驗證(或甚至找到)所需柱面矯正的角度α₀(參數(shù)有時表示為“柱面軸線”)。在此，假設(shè)球面屈光力矯正值S₀和柱面屈光力矯正值C₀也已預(yù)先確定。

杰克遜交叉柱鏡功能是例如通過以快速交替的方式應(yīng)用兩組設(shè)定點來提供的，即與在由角度α₀限定的與軸線成45°時柱面屈光力C_var的下加光(例如0.5D)相對應(yīng)的第一組設(shè)定點：

-散光角設(shè)定點α₁＝α₀+0.5.atan(C_var/C₀)；

-柱面屈光力設(shè)定點C₁＝根(C₀²+C_var²)，其中根是平方根函數(shù)；以及

-球面屈光力設(shè)定點S₁＝S₀+C₀/2-C₁/2，

以及與在由角度α₀限定的與軸線成45°時的柱面屈光力-C_var的下加光相對應(yīng)的第二組設(shè)定點：

-散光角設(shè)定點α₂＝α₀-0.5.atan(C_var/C₀)；

-柱面屈光力設(shè)定點C₂＝Root(C₀²+C_var²)；以及

-球面屈光力設(shè)定點S₂＝S₀+C₀/2-C₂/2。

根據(jù)第二示例，可以使用這個功能來驗證(或甚至找到)所需柱面屈光力矯正值C₀。在此，假設(shè)球面屈光力矯正值S₀和散光角α₀也已預(yù)先確定。

杰克遜交叉柱鏡功能是例如通過以快速交替的方式應(yīng)用兩組設(shè)定點來提供的，即與由角度α₀限定的在軸線上的柱面屈光力C_var的下加光(例如0.5D)相對應(yīng)的第一組設(shè)定點：

-散光角設(shè)定點α₁＝α₀；

-柱面屈光力設(shè)定點C₁＝C₀+C_var；以及

-球面屈光力設(shè)定點S₁＝S₀-C_var/2，

以及與由角度α₀限定的在軸線上的添加柱面屈光力-C_var的下加光相對應(yīng)的第二組設(shè)定點：

-散光角設(shè)定點α₂＝α₀；

-柱面屈光力設(shè)定點C₂＝C₀-C_var；以及

-球面屈光力設(shè)定點S₂＝S₀+C_var/2。