TWI778849B - 光學裝置 - Google Patents

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TWI778849B
TWI778849B TW110140325A TW110140325A TWI778849B TW I778849 B TWI778849 B TW I778849B TW 110140325 A TW110140325 A TW 110140325A TW 110140325 A TW110140325 A TW 110140325A TW I778849 B TWI778849 B TW I778849B
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林芸萱
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林芸萱
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Abstract

本發明揭露一種光學裝置，包括定位模組、多波段光源模組、追蹤鎖定模組、監控模組及控制模組。定位模組根據眼部特徵進行眼部之定位。多波段光源模組耦接定位模組。當定位模組完成眼部之定位後，多波段光源模組發出多波段光至眼部。追蹤鎖定模組追蹤及鎖定眼部並提供包括眼部是否處於鎖定狀態之第一資訊。監控模組監控眼部並提供包括眼部是否已受多波段光照射達到預設時間之第二資訊。控制模組分別耦接追蹤鎖定模組、監控模組及多波段光源模組，用以根據第一資訊及第二資訊產生控制信號來控制多波段光源模組持續或停止發出多波段光至眼部。

Description

光學裝置
本發明係與光學裝置有關，尤其是關於一種應用於眼部之光學裝置及其運作方法。
一般而言，傳統的光學裝置在實際上對患者的眼部進行光學治療時，仍存在著下列缺點，亟待改善： (1)僅能單點掃描； (2)經鞏膜或是閉眼照射，導致到達視網膜的光能量無法估測；以及 (3)無法對視網膜進行局部精準定位照射。
有鑑於此，本發明提出一種光學裝置及其運作方法，以有效解決先前技術所遭遇到之上述問題。
依據本發明之一具體實施例為一種光學裝置。於此實施例中，光學裝置包括定位模組、多波段光源模組、追蹤鎖定模組、監控模組及控制模組。定位模組用以根據眼部特徵進行眼部之定位。多波段光源模組耦接定位模組。當定位模組完成眼部之定位後，多波段光源模組發出多波段光至眼部。追蹤鎖定模組用以追蹤及鎖定眼部並提供包括眼部是否處於鎖定狀態之第一資訊。監控模組用以監控眼部並提供包括眼部是否已受多波段光照 射達到預設時間之第二資訊。控制模組分別耦接追蹤鎖定模組、監控模組及多波段光源模組，用以根據第一資訊及第二資訊產生控制信號來控制多波段光源模組持續或停止發出多波段光至眼部。
於一實施例中，光學裝置係設計為機台型光學裝置。
於一實施例中，光學裝置係設計為攜帶型/穿戴型光學裝置。定位模組、追蹤鎖定模組及監控模組可各自獨立設置、或與控制模組、其他行動平台整合/結合。
於一實施例中，當眼部之眼球小幅度移動而仍處於鎖定狀態且眼部受多波段光照射尚未達到預設時間時，控制模組控制多波段光源模組持續發出多波段光至眼部。
於一實施例中，當眼部之眼球大幅度移動而已脫離鎖定狀態或眼部受多波段光照射已達到預設時間時，控制模組控制多波段光源模組停止發出多波段光至眼部。
於一實施例中，多波段光源模組包括調控單元及投射光源。調控單元用以根據眼部之開啟狀態或關閉狀態調控投射光源發出之多波段光。
於一實施例中，當眼部處於開啟狀態且注視投射光源時，調控單元調控投射光源針對眼部之局部或全部視網膜照射多波段光；當眼部處於開啟狀態但未注視投射光源時，調控單元調控投射光源經眼部之鞏膜照射多波段光。
於一實施例中，當眼部處於關閉狀態時，調控單元調控投射光源接近或接觸眼部之眼瞼投射多波段光。
於一實施例中，多波段光源模組係附加有電致變色層並利用改變驅動電壓來變化波長、或附加有濾鏡並利用位移濾鏡來變化波長、或利用開孔層位移來切換光源。
於一實施例中，多波段光源模組包括分布於邊緣的複數個光源單元搭配偏光折射單元，以提供不同位置之光投射治療區域。
於一實施例中，當該複數個光源單元分布於不同高度層時，偏光折射單元藉由高度切換來提供不同波長之光投射射。
於一實施例中，當該複數個光源單元分布於相同高度層時，偏光折射單元藉由平移或旋轉來提供不同波長之光投射。
於一實施例中，偏光折射單元與該複數個光源單元均能各自獨立驅動以提供具有不同形狀路徑之不同掃描模式。
於一實施例中，眼部特徵為視網膜血管。
依據本發明之另一具體實施例為一種光學裝置運作方法。於此實施例中，光學裝置運作方法包括下列步驟：(a)根據眼部特徵進行眼部之定位(S10)；(b)當眼部之定位完成後，發出多波段光至眼部；(c)追蹤及鎖定眼部並提供包括眼部是否處於鎖定狀態之第一資訊；(d)監控眼部並提供包括眼部是否已受多波段光照射達到預設時間之第二資訊；以及(e)根據第一資訊及第二資訊產生控制信號來控制多波段光持續或停止發出至眼部。
於一實施例中，當眼部之眼球小幅度移動而仍處於鎖定狀態且眼部受多波段光照射尚未達到預設時間時，步驟(e)係控制多波段光持續發出至眼部。
於一實施例中，當眼部之眼球大幅度移動而已脫離鎖定狀態 或眼部受多波段光照射已達到預設時間時，步驟(e)係控制多波段光停止發出至眼部。
於一實施例中，光學裝置運作方法還包括：根據眼部之開啟狀態或關閉狀態調控步驟(b)發出之多波段光。
於一實施例中，當眼部處於開啟狀態且注視投射光源時，調控步驟(b)針對眼部之局部或全部視網膜照射多波段光；當眼部處於開啟狀態但未注視投射光源時，調控步驟(b)經眼部之鞏膜照射多波段光。
於一實施例中，當眼部處於關閉狀態時，調控步驟(b)接近或接觸眼部之眼瞼投射多波段光。
相較於先前技術，本發明所提出之光學裝置及其運作方法可藉由多個不同波段之光源投射至患者的眼底而達到理想的療效並可利用視網膜血管定位並追蹤患者眼球的位置變化，在患者眼球僅小幅度移動時仍能精準定位照射目標視網膜位置，在患者眼球大幅度移動時能立即停止照射，以確保安全性。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1:光學裝置
10:定位模組
12:多波段光源模組
14:追蹤鎖定模組
16:監控模組
18:控制模組
IN1:第一資訊
IN2:第二資訊
CTL:控制信號
L:多波段光
EYE:眼部
S10~S18:步驟
120~121:光源單元
122:光折射單元
124:電致變色層
126:濾鏡
128:開孔層
本發明所附圖式說明如下：圖1繪示根據本發明之一較佳具體實施例中之應用於眼部之光學裝置的示意圖。
圖2繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之應用於眼部之光學裝置運作方法的流程圖。
圖3繪示不同光源單元分布於邊緣搭配偏光折射單元提供不同位置之光投射治療區域的示意圖。
圖4繪示當不同光源單元分布於不同高度層時，偏光折射單元可藉由高度切換提供不同波長之光投射的示意圖。
圖5及圖6分別繪示當不同光源單元分布於相同高度層時，偏光折射單元可藉由平移或旋轉提供不同波長之光投射的示意圖。
圖7繪示多波段光源模組附加電致變色層並改變驅動電壓、附加濾鏡位移的示意圖。
圖8繪示多波段光源模組利用開孔層位移切換光源的示意圖。
圖9繪示偏光折射單元與光源單元均能各自獨立驅動以提供具有不同形狀路徑之不同掃描模式的示意圖。
現在將詳細參考本發明的示範性實施例，並在附圖中說明所述示範性實施例的實例。在圖式及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構件是用來代表相同或類似部分。
依據本發明之一具體實施例為一種光學裝置。於此實施例中，該光學裝置可以是用來對眼部進行光學治療之光學裝置，其可根據實際應用之需求而設計為機台型光學裝置或攜帶型/穿戴型光學裝置，但不以此為限。
請參照圖1，圖1係繪示此實施例中之應用於眼部之光學裝置的示意圖。如圖1所示，光學裝置1包括定位模組10、多波段光源模組12、追蹤鎖定模組14、監控模組16及控制模組18。定位模組10耦接多波段光源模組 12。多波段光源模組12耦接控制模組18。追蹤鎖定模組14耦接控制模組18。監控模組16耦接控制模組18。控制模組18分別耦接多波段光源模組12、追蹤鎖定模組14及監控模組16。
定位模組10係用以根據眼部特徵(例如視網膜血管，但不以此為限)對患者之眼部EYE進行定位。當定位模組10完成患者眼部EYE之定位後，多波段光源模組12將會開始發出多波段光L至患者之眼部EYE。
當多波段光源模組12發出多波段光L至患者之眼部EYE時，追蹤鎖定模組14將會追蹤及鎖定患者之眼部EYE，以確認患者之眼部EYE是否處於鎖定狀態。追蹤鎖定模組14將會提供包括患者之眼部EYE是否處於鎖定狀態之第一資訊IN1給控制模組18。
當多波段光源模組12發出多波段光L至患者之眼部EYE時，監控模組16將會監控患者之眼部EYE受到多波段光L照射的時間長度，以提供包括患者之眼部EYE是否已受多波段光L照射達到預設時間之第二資訊IN2給控制模組18。實際上，預設時間係與此次療程中所欲達到之預設光學療效有關，且預設時間可為系統預設或由操作人員設定之，但不以此為限。
當控制模組18分別接收到來自追蹤鎖定模組14的第一資訊IN1與來自監控模組16的第二資訊IN2時，控制模組18將會根據第一資訊IN1及第二資訊IN2產生控制信號CTL至多波段光源模組12，藉以控制多波段光源模組12持續發出多波段光L至患者之眼部EYE，或是停止發出多波段光L至患者之眼部EYE。
於一實施例中，若患者之眼部EYE僅小幅度移動且其受多波段光L照射尚未達到預設時間，則追蹤鎖定模組14所發出的第一資訊IN1將 會包括患者之眼部EYE仍處於鎖定狀態且監控模組16所發出的第二資訊IN2將會包括患者之眼部EYE尚未受多波段光L照射達到預設時間。此時，控制模組18會根據第一資訊IN1及第二資訊IN2確認患者之眼部EYE接受光學照射之安全性無虞且研判其尚未達到預設的光學療效，因此，控制模組18將會發出控制信號CTL控制多波段光源模組12持續發出多波段光L至患者之眼部EYE。
於另一實施例中，若患者之眼部EYE大幅度移動而已脫離鎖定狀態，則追蹤鎖定模組14所發出的第一資訊IN1將會包括患者之眼部EYE已脫離鎖定狀態。此時，為了避免患者之眼部EYE受到傷害，控制模組18將會立即發出控制信號CTL控制多波段光源模組12停止發出多波段光L至患者之眼部EYE，以確保患者眼部EYE之安全性。實際上，小幅度移動與大幅度移動係根據臨界移動距離判定，且此臨界移動距離可為系統預設或由操作人員設定之，但不以此為限。
於又一實施例中，若患者之眼部EYE受到多波段光L照射已達到預設時間，則監控模組16所發出的第二資訊IN2將會包括患者之眼部EYE受多波段光L照射已達到預設時間。此時，控制模組18將會立即發出控制信號CTL控制多波段光源模組12停止發出多波段光L至患者之眼部EYE，以結束此次療程。
於實際應用中，多波段光源模組12可包括調控單元及投射光源。調控單元可根據患者眼部EYE之開啟狀態或關閉狀態調控投射光源發出之多波段光L，但不以此為限。
舉例而言，當患者之眼部EYE處於開啟狀態且注視投射光源 時，調控單元會調控投射光源針對患者眼部EYE之局部或全部視網膜照射多波段光L；當患者之眼部EYE處於開啟狀態但未注視投射光源時，調控單元會調控投射光源經患者眼部EYE之鞏膜照射多波段光L；當患者之眼部EYE處於關閉狀態時，調控單元會調控投射光源接近或接觸患者眼部EYE之眼瞼投射多波段光L。
於實際應用中，當光學裝置1被設計為攜帶型/穿戴型光學裝置時，其定位模組10、追蹤鎖定模組14及監控模組16可各自獨立設置、或與控制模組18、其他行動平台進行整合或結合，但不以此為限。
依據本發明之另一具體實施例為一種應用於眼部之光學裝置運作方法。請參照圖2，圖2繪示此實施例中之應用於眼部之光學裝置運作方法的流程圖。
如圖2所示，光學裝置運作方法可包括下列步驟：步驟S10：根據眼部特徵進行眼部之定位；步驟S12：當眼部之定位完成後，發出多波段光至眼部；步驟S14：追蹤及鎖定眼部並提供包括眼部是否處於鎖定狀態之第一資訊；步驟S16：監控眼部並提供包括眼部是否已受多波段光照射達到預設時間之第二資訊；以及步驟S18：根據第一資訊及第二資訊產生控制信號來控制多波段光持續或停止發出至眼部。
於實際應用中，當眼部之眼球小幅度移動而仍處於鎖定狀態且眼部受多波段光照射尚未達到預設時間時，步驟S18係控制多波段光持續 發出至眼部；當眼部之眼球大幅度移動而已脫離鎖定狀態或眼部受多波段光照射已達到預設時間時，步驟S18係控制多波段光停止發出至眼部。
此外，該方法亦可根據患者眼部之開啟狀態或關閉狀態調控步驟S12發出至患者眼部之多波段光。舉例而言，當患者之眼部處於開啟狀態且注視投射光源時，該方法調控步驟S12針對患者眼部之局部或全部視網膜照射多波段光；當患者之眼部處於開啟狀態但未注視投射光源時，該方法調控步驟S12經患者眼部之鞏膜照射多波段光；當患者之眼部處於關閉狀態時，該方法調控步驟S12接近或接觸患者眼部之眼瞼投射多波段光。
於實際應用中，多波段光源模組12可以有各種不同的光路或光學元件架構之設計方式，舉例而言：如圖3所示，多波段光源模組12亦可包括分布於邊緣的複數個光源單元120搭配偏光折射單元122，藉以提供不同位置之光投射治療區域，但不以此為限；如圖4所示，當不同光源單元120~121分布於不同高度層時，偏光折射單元122可藉由高度切換提供不同波長之光投射，但不以此為限；如圖5及圖6所示，當不同光源單元分布於相同高度層時，偏光折射單元122可藉由平移或旋轉提供不同波長之光投射，但不以此為限；如圖7及圖8所示，多波段光源模組12可附加電致變色層124並改變驅動電壓、附加濾鏡126位移、或利用開孔層128位移切換光源，以提供不同波長之光投射，但不以此為限；偏光折射單元與光源單元均能各自獨立驅動以提供具有不同形狀路徑之不同掃描模式，例如圖9所示之點、線、輻射狀、螺旋狀等，但不以此為限。
此外，多波段光源模組12所採用的該些光源單元120之種類並無特定之限制，可以是雷射單元、發光二極體(LED)單元、有機發光二極體 (OLED)單元、微發光二極體(uLED)單元等，且多波段光源模組12所發出的多波段光L可具有620~1000nm的波長，相當於紅光至近紅外光的波長，但不以此為限。
相較於先前技術，本發明所提出的光學裝置及其運作方法可藉由多個不同波段之光源投射至患者的眼底而達到理想的療效並可利用視網膜血管定位並追蹤患者眼球的位置變化，在患者眼球僅小幅度移動時仍能精準定位照射目標視網膜位置，在患者眼球大幅度移動時能立即停止照射，以確保安全性。
1:光學裝置
10:定位模組
12:多波段光源模組
14:追蹤鎖定模組
16:監控模組
18:控制模組
IN1:第一資訊
IN2:第二資訊
CTL:控制信號
L:多波段光
EYE:眼部

Claims (14)

  1. 一種光學裝置，包括：定位模組，用以根據眼部特徵進行眼部之定位；多波段光源模組，耦接該定位模組，當該定位模組完成該眼部之定位後，該多波段光源模組發出多波段光至該眼部；追蹤鎖定模組，用以追蹤及鎖定該眼部並提供包括該眼部是否處於鎖定狀態之第一資訊；監控模組，用以監控該眼部並提供包括該眼部是否已受該多波段光照射達到預設時間之第二資訊；以及控制模組，分別耦接該追蹤鎖定模組、該監控模組及該多波段光源模組，用以根據該第一資訊及該第二資訊產生控制信號來控制該多波段光源模組持續或停止發出該多波段光至該眼部。
  2. 如請求項1所述的光學裝置，其中該光學裝置係設計為機台型光學裝置。
  3. 如請求項1所述的光學裝置，其中該光學裝置係設計為攜帶型/穿戴型光學裝置，該定位模組、該追蹤鎖定模組及該監控模組可各自獨立設置、或與該控制模組、其他行動平台整合/結合。
  4. 如請求項1所述的光學裝置，其中當該眼部之眼球小幅度移動而仍處於該鎖定狀態且該眼部受該多波段光照射尚未達到該預設時間時，該控制模組控制該多波段光源模組持續發出該多波段光至該眼部。
  5. 如請求項1所述的光學裝置，其中當該眼部之眼球大幅度移動而已脫離該鎖定狀態或該眼部受該多波段光照射已達到該預設時間時， 該控制模組控制該多波段光源模組停止發出該多波段光至該眼部。
  6. 如請求項1所述的光學裝置，其中該多波段光源模組包括調控單元及投射光源，該調控單元用以根據該眼部之開啟狀態或關閉狀態調控該投射光源發出之該多波段光。
  7. 如請求項6所述的光學裝置，其中當該眼部處於該開啟狀態且注視該投射光源時，該調控單元調控該投射光源針對該眼部之局部或全部視網膜照射該多波段光；當該眼部處於該開啟狀態但未注視該投射光源時，該調控單元調控該投射光源經該眼部之鞏膜照射該多波段光。
  8. 如請求項6所述的光學裝置，其中當該眼部處於該關閉狀態時，該調控單元調控該投射光源接近或接觸該眼部之眼瞼投射該多波段光。
  9. 如請求項1所述的光學裝置，其中該多波段光源模組係附加有電致變色層並利用改變驅動電壓來變化波長、或附加有濾鏡並利用位移該濾鏡來變化波長、或利用開孔層位移來切換光源。
  10. 如請求項1所述的光學裝置，其中該多波段光源模組包括分布於邊緣的複數個光源單元搭配偏光折射單元，以提供不同位置之光投射治療區域。
  11. 如請求項10所述的光學裝置，其中當該複數個光源單元分布於不同高度層時，該偏光折射單元藉由高度切換來提供不同波長之光投射。
  12. 如請求項10所述的光學裝置，其中當該複數個光源單元分布於相同高度層時，該偏光折射單元藉由平移或旋轉來提供不同波長之光 投射。
  13. 如請求項10所述的光學裝置，其中該偏光折射單元與該複數個光源單元均能各自獨立驅動以提供具有不同形狀路徑之不同掃描模式。
  14. 如請求項1所述的光學裝置，其中該眼部特徵為視網膜血管。
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