[0060]人類的角膜主要是由三個(gè)層組成:最外層為角膜上皮，其由多層狀非角質(zhì)化上皮構(gòu)成；中間層為基質(zhì)，其為三個(gè)層中最寬的層；且最內(nèi)層為單層狀內(nèi)皮，其由單層細(xì)胞組成。
[0061]其中，角膜上皮占角膜總厚度的10%且由充當(dāng)外部因素的防護(hù)障壁的若干層細(xì)胞組成?；|(zhì)由約200至250片平行排列于角膜表面上的膠原纖維形成，且基層約占角膜總厚度的90%。單層狀內(nèi)皮為單層細(xì)胞層，且單層狀內(nèi)皮包括形成六角形嵌合體的單層立方形細(xì)胞且通過控制基質(zhì)水合作用而維持組織透明度。
[0062]此外，大多數(shù)人的角膜表面拓樸(topography)為非球面體，角膜的表面的曲率無法預(yù)期且沒有特定變化率的特性，使得如何精準(zhǔn)的測(cè)量角膜并依據(jù)不同測(cè)量對(duì)象調(diào)整操作參數(shù)更添重要性。
[0063]以下將開始依序說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一種用于角膜測(cè)量的光學(xué)影像裝置以及方法。
[0064]首先，請(qǐng)先參考圖2，其為本發(fā)明的光學(xué)影像裝置的第一實(shí)施例配置示意圖。
[0065]本實(shí)施例的光學(xué)影像裝置2,包括光源模塊20、第一光學(xué)兀件組22、第二光學(xué)兀件組24、分光器26以及影像分析單元28。
[0066]本實(shí)施例的光源模塊20可以提供光線，且本實(shí)施例的光源模塊20可為寬帶雷射光源(例如本實(shí)施例的中心光源的波長可介于1030nm,且頻寬可為20至40nm,但不以不可見光為限制)。此寬帶雷射光源可通過窄頻雷射光源射入激發(fā)材料以提供，但不局限于此方法。
[0067]第一光學(xué)元件組22是用以將光源模塊20所提供的光線匯聚于角膜3。而且，本實(shí)施例的第一光學(xué)元件組22可包含反射鏡222以及透鏡221。
[0068]第二光學(xué)元件組24是用以提供參考光線，詳細(xì)而言，本實(shí)施例的第二光學(xué)元件組24包括參考鏡241。而且，第二光學(xué)元件組24進(jìn)一步包括透鏡242，通過透鏡242可使光源模塊20的光線匯聚、聚焦于參考鏡241。此外，本實(shí)施例的參考鏡241得以往復(fù)移動(dòng)(例如可通過傳動(dòng)平臺(tái)移動(dòng))，特別是沿第一方向(X方向)移動(dòng)。除了移動(dòng)參考鏡241以外，也可有一種實(shí)施方式為同時(shí)移動(dòng)參考鏡241以及透鏡242,換言之，以第二光學(xué)兀件組24整體一起移動(dòng)的方式達(dá)到相似的效果。
[0069]另外，參考鏡241可為非球面鏡或具有鍍膜的透鏡，參考鏡241的曲率須與角膜3的曲率搭配(但不一定完全相同)，因此優(yōu)選地，本實(shí)施例參考鏡241的曲率半徑可介于5毫米與10毫米之間。
[0070]影像分析單元28可用于分析并建構(gòu)角膜3的立體圖像，且本實(shí)施例的影像分析單元28可包括攝影單元。且具體而言，攝影單元可為電耦合裝置攝影機(jī)或是互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體攝影機(jī)，因此，攝影單元可以獲取眼球周圍全景影像，此實(shí)施例的影像特別可為眼球的角膜影像。
[0071]本實(shí)施例的分光器26，可用以將光源模塊20的部分光線傳遞至第一光學(xué)元件組22，且另一部分的光線傳遞至第二光學(xué)元件組24。以本實(shí)施例為例，50%的光線將被反射進(jìn)入第一光學(xué)元件組22，而其余50%的光線將穿透進(jìn)入第二光學(xué)元件組24。
[0072]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，實(shí)際操作時(shí)，光源模塊20的光線可經(jīng)由分光器26、第一光學(xué)元件組22傳遞至角膜3后，光線將會(huì)被角膜3反射后形成第一光線。接著，第一光線將再依序傳遞至分光器26以及影像分析單元28。
[0073]詳細(xì)而言，本實(shí)施例的分光器26將一半的光線反射傳遞至第一光學(xué)元件組22的反射鏡222，光線再被反射鏡222反射經(jīng)由透鏡221聚焦于角膜3。接著，光線被角膜3反射后，形成第一光線。第一光線再次依循同樣的路徑，從透鏡221、反射鏡222傳遞至分光器26，并經(jīng)由分光器26傳遞至影像分析單元28。
[0074]光源模塊20的光線除了會(huì)進(jìn)入第一光學(xué)元件組22以外，另一部分的光線將會(huì)被傳遞至第二光學(xué)元件組24。光源模塊20的光線經(jīng)由分光器26傳遞至第二光學(xué)元件組24的參考鏡241。
[0075]詳細(xì)而言，沒有被分光器26反射的剩余光線，將會(huì)穿透分光器26進(jìn)入第二光學(xué)元件組24并通過透鏡242匯聚、聚焦于參考鏡241上，且這些光線被參考鏡241反射后將會(huì)形成第二光線。第二光線將再次依循同樣的路徑，從透鏡242傳遞至分光器26，并經(jīng)由分光器26傳遞至影像分析單元28。
[0076]參考鏡241可沿第一方向(X方向)移動(dòng)(例如可通過傳動(dòng)平臺(tái)移動(dòng))，當(dāng)?shù)谝还饩€與第二光線產(chǎn)生干涉，可紀(jì)錄此時(shí)第一光線與第二光線的獲取該第一光線與該第二光線的相對(duì)的光學(xué)路徑長(光程差，0PD)，再通過計(jì)算，將這些測(cè)量到的相對(duì)的光學(xué)路徑長繪制、建構(gòu)角膜3的立體圖像。其繪制的方法可為通過干涉表面輪廓繪制(interferometricsurface profiling)的計(jì)算方式,但不限于此。
[0077]請(qǐng)一并參考圖3A至圖4B，圖3A為本發(fā)明角膜測(cè)量的方法的測(cè)量方式的步驟流程圖、圖3B為圖3A的步驟S3的詳細(xì)步驟流程圖、圖4A以及圖4B則為角膜側(cè)面以及上視示意圖。此處搭配本實(shí)施例的方法的光學(xué)裝置可為圖2的光學(xué)裝置2，但不以圖2的光學(xué)裝置的配置為限制。
[0078]首先請(qǐng)先參考圖3A，光源模塊20可先提供光線，且光線可分別傳遞至第一光學(xué)元件組22以及第二光學(xué)元件組24，其中第二光學(xué)元件組22包括參考鏡(步驟SI)。第一光學(xué)元件組22以及第二光學(xué)元件組24的構(gòu)件以及操作方式與前述實(shí)施例相似，故將不再贅述。
[0079]接著，將角膜沿第一方向(X方向)分成多個(gè)獲取區(qū)域(步驟S2)，以本實(shí)施例為例可將第一方向(X方向)分成多個(gè)獲取區(qū)域，且每個(gè)獲取區(qū)域的寬度為角膜高度(或是欲測(cè)量的高度范圍)除以總獲取張數(shù)，故獲取區(qū)域的范圍將會(huì)依據(jù)所挑選測(cè)量的高度以及獲取張數(shù)而有所變動(dòng)。當(dāng)測(cè)量高度為2mm,獲取張數(shù)為250,此時(shí)的獲取區(qū)域的寬度則為8 μ m。此夕卜，每個(gè)獲取區(qū)域的測(cè)量時(shí)間為約為250ms至500ms之間。
[0080]而且本實(shí)施例所提供的總獲取張數(shù)將會(huì)依據(jù)不同的相機(jī)的幀率或畫面更新率而定，基本上總獲取張數(shù)將會(huì)是幀率或畫面更新率與獲取時(shí)間的乘積。以本實(shí)施例為例，總獲取張數(shù)將會(huì)落在250張左右。
[0081]補(bǔ)充說明的是，圖面僅以水平虛線例示可能的獲取方式，其比例以及區(qū)間都僅為不意O
[0082]再通過第一光學(xué)元件組22將光線傳遞至角膜3，并依序測(cè)量這些獲取區(qū)域(步驟S3)。
[0083]接著，將步驟S3測(cè)量到的這些第一高度分成第一群組以及第二群組(步驟S4)。將第一群組的這些第一高度疊合形成第一表面(步驟S5)以及將第二群組的這些第一高度疊合形成第二表面(步驟S6)。
[0084]最后將第一表面與第二表面疊合以形成角膜的立體圖像(步驟S7)。
[0085]以下將特別針對(duì)步驟S3加以說明，本實(shí)施例的測(cè)量步驟可進(jìn)一步包括:首先，使光線匯聚于獲取區(qū)域(步驟S31)，且可定義光線匯聚的獲取區(qū)域具有獲取面A。接著，可使光線被獲取區(qū)域反射以形成第一光線(步驟S32)。同樣地，光線可被參考鏡241反射以形成第二光線。(步驟S33)
[0086]耦合第一光線以及第二光線(步驟S34)，此步驟的耦合方式可為通過如前述分光器26或者其它等效合光元件。被耦合的第一光線以及第二光線將會(huì)進(jìn)入影像分析單元28，以利后續(xù)的分析步驟。
[0087]接著，可沿第一方向(X方向)移動(dòng)參考鏡241 (步驟S35)，此步驟的目的在于通過移動(dòng)參考鏡241，使第一光線與第二光線的相位差為整數(shù)倍數(shù)時(shí)，可形成干涉。
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