CN102429634A - 人眼哈特曼对比敏感度测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种人眼哈特曼对比敏感度测量仪，由光源、预补偿机构、光束匹配系统、孔径分割元件、光电探测器、光栅显示系统、计算机系统和由人眼支架构成。孔径分割元件和光电探测器构成哈特曼波前传感器；预补偿机构可用于矫正眼睛的低阶像差；计算机系统包含对比敏感度测试及测试结果的记录分析。当人眼通过观察视标发生系统进行对比敏感度测试时，哈特曼传感器可以同时测量人眼像差，获得人眼光学系统对比敏感度曲线，这样就同时获得了人眼屈光系统和神经系统的对比敏感度曲线，从而分段评价视觉系统，为眼科手术后的视功能做定量的术前预测，也可对许多眼科疾病的早期发现与及时治疗提供依据。

Description

人眼哈特曼对比敏感度测量仪

技术领域

本发明涉及一种人眼视觉功能的测量仪器，特别是涉及人眼屈光系统和神经系统对比敏感度的测量仪器。

背景技术

眼睛是心灵的窗户，人从外界获得的信息中超过85％来源于视觉。目前对人类视功能检查的常规手段是传统视力表(即国际标准视力表)，只能检查高对比度下的最小分辨率，不能检查低对比度下的视觉分辨能力。实际的人眼视觉很复杂，有些眼病虽然中心视力尚好，但对比敏感度已降低，因此视功能检查中对比敏感度检查配合视力(人眼像差)检查就显的尤为重要。目前常见的对比敏感度检查要么是主观式的，即由被测试者直接判读视标来完成对比敏感度测试，结果中既包括人眼屈光系统的影响，又包括神经传递部分的影响，不能依据测试结果直接判断影响视觉的部位或孰轻孰重；要么单独对神经系统对比敏感度进行测试，如果要对人眼屈光系统和神经系统进行综合的评价，这样的测试数据就显得无能无力。

发明名称为“自动离焦补偿人眼像差哈特曼测量仪”的中国专利申请(申请号201010121408.6)公开了一种以移动导轨的方式自动补偿眼睛的离焦的测量装置，该装置结构较为复杂，且无法补偿眼睛散光。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提出了一种在测量人眼对比敏感度的同时，记录下像差的动态变化，以实现人眼屈光系统和神经系统对比敏感度的独立同时评估的对比敏感度测量仪。

本发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪包括近红外发光二极管、散光预补偿、离焦预补偿、瞳孔成像物镜、口径匹配系统、旋转信标装置、信标光准直系统、视标发生系统和计算机系统；哈特曼波前传感器由孔径分割元件和光电探测器构成；信标光源发生装置由旋转信标装置、信标光准直系统、点光源发生装置构成；视标发生系统由成像物镜和显示屏构成，近红外发光二极管照明被测量人眼瞳孔，角膜反射的光通过第一分光镜反射进入瞳孔成像物镜，瞳孔成像小型CCD用以确定瞳孔位置，点光源发生装置发出的信标光经旋转信标装置、信标光准直系统后进入人眼，在眼底散射后经过眼睛屈光系统出射，带有人眼波前像差信息的光经过散光预补偿和离焦预补偿后经第三分光镜分成两路，一路由口径匹配系统、孔径分割元件和光电探测器构成哈特曼波前传感器完成像差测量，一路由成像物镜和显示屏构成的视标发生系统和计算机系统，完成对比敏感度测量。

所述孔径分割元件为微透镜阵列时，光电探测器件位于该微透镜阵列焦面上。

所述孔径分割元件为微棱镜阵列时，在微棱镜阵列后面还加有傅立叶透镜，傅立叶透镜紧靠微棱镜阵列，光电探测器件位于傅立叶透镜的焦面上。

所述视标发生系统的显示屏为液晶显示器，或等离子体显示器，或场致发光显示器，或有机发光显示器。

本发明提出的人眼哈特曼对比敏感度测量仪，通过人眼像差测量和对比敏感度测试，在测量整个人眼对比敏感度的同时，记录下像差的动态变化特性，实现人眼光学系统对比敏感度曲线和神经对比敏感度曲线的同时独立评估。这样既可以得到人眼光学系统对比敏感度曲线，也可以避开人眼屈光系统的影响，得到神经对比敏感度曲线，从而可以分段评价视觉系统，能为眼科手术后的视功能做定量的术前预测，也可对许多眼科疾病的早期发现与及时治疗提供依据。

附图说明

图1为本发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪的结构示意图。

图中：1-人眼、2-近红外发光二极管、3-散光预补偿、4-离焦预补偿、5-第一分光镜、6-瞳孔成像物镜、7-瞳孔成像小型CCD、8-第二分光镜、9-第三分光镜、10-口径匹配系统、11-反光镜、12-旋转信标装置、13-信标光准直系统、14-点光源发生装置、15-视标发生系统、16-计算机系统、17-光电探测器、18-孔径分割元件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪做进一步的描述。

本发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪在自动离焦补偿人眼像差哈特曼测量仪的基础上增加低阶像差补偿系统、视标发生系统、像差实时记录分析系统和对比敏感度测试系统，发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪，在测量人眼对比敏感度的同时实时记录人眼像差的动态变化，根据记录的像差可以计算人眼屈光系统的调制传递函数MTF，根据测量得到的对比敏感度曲线CSF，可以获得视网膜对比敏感度曲线NCSF＝CSF/MTF，实现屈光系统和神经系统对比敏感度的独立同时评估。

如图所示，本发明人眼哈特曼对比敏感度测量仪包括近红外发光二极管2、散光预补偿3、离焦预补偿4、第一分光镜5、瞳孔成像物镜6、瞳孔成像小型CCD7、第二分光镜8、第三分光镜9、口径匹配系统10、反光镜11、旋转信标装置12、信标光准直系统13、点光源发生装置14、视标发生系统15和计算机系统16；哈特曼波前传感器由孔径分割元件18和光电探测器17构成；信标光源发生装置由旋转信标装置12、信标光准直系统13、点光源发生装置14构成；视标发生系统15由成像物镜和显示屏构成。首先进行瞳孔对准，用近红外发光二极管2照明被测量人眼1瞳孔，角膜反射光通过分光镜5，由瞳孔成像物镜6将被测量人眼瞳孔1成像在小型CCD7靶面上，再将小型CCD7输出的视频信号输入计算机系统16中的视频采集卡，实时显示在计算机显示器上。依靠显示器上的图形的帮助，调整仪器位置，使被测量人眼瞳孔1中心位于仪器光轴中心。通过调整散光预补偿3、离焦预补偿4的度数，使得被测量者眼睛通过散光预补偿3、离焦预补偿4、第一分光镜5、第二分光镜8、第三分光镜9后能清楚观察到视标发生装置15中出现的一个无穷远处的目标，计算机系统16按照测试随机顺序显示不同空间频率不同对比度的光栅条纹在视标发生系统15的显示屏上，被测试者根据观察到的信息做出判断并反馈给计算机系统16处理，最终得到被测试者的对比敏感度曲线；点光源发生装置14发出的信标光，由信标光准直系统13进行准直、扩束，经旋转信标装置12、反光镜11反射后，再经第二分光镜8反射，透过散光预补偿3和离焦预补偿4、第一分光镜5，进入待测人眼1，待测人眼1眼底散射的信标光透过第一分光镜5、散光预补偿3和离焦预补偿4，再透过第二分光镜8，经第三分光镜9反射，进入口径匹配系统10，出射光经过孔径分割元件18后，进入光电探测器17，计算机系统16采集输入的视频信号，并计算出人眼像差。

根据测试得到的对比敏感度曲线和实时记录的人眼像差数据，容易获得人眼屈光系统对比敏感度曲线和神经对比敏感度曲线，实现人眼光学系统和神经系统的同时独立评估。

本发明的人眼哈特曼对比敏感度测量仪，通过预补偿系统矫正眼睛的离焦和散光，实现了对人眼像差的精确测量；通过视标发生系统、计算机控制产生不同空间频率不同对比度的光栅，完成了人眼对比敏感度的测量。根据记录的像差可以计算人眼屈光系统的调制传递函数MTF，根据测量得到的对比敏感度曲线CSF，可以获得神经对比敏感度曲线NCSF＝CSF/MTF，实现屈光系统和神经系统对比敏感度的独立同时评估。

Claims (4)

1.人眼哈特曼对比敏感度测量仪，其特征包括近红外发光二极管(2)、散光预补偿(3)、离焦预补偿(4)、瞳孔成像物镜(6)、口径匹配系统(10)、旋转信标装置(12)、信标光准直系统(13)、视标发生系统(15)和计算机系统(16)；哈特曼波前传感器由孔径分割元件(18)和光电探测器(17)构成；信标光源发生装置由旋转信标装置(12)、信标光准直系统(13)、点光源发生装置(14)构成；视标发生系统(15)由成像物镜和显示屏构成，近红外发光二极管(2)照明被测量人眼(1)瞳孔，角膜反射的光通过第一分光镜(5)反射进入瞳孔成像物镜(6)，瞳孔成像小型CCD(7)用以确定瞳孔位置，点光源发生装置(14)发出的信标光经旋转信标装置(12)、信标光准直系统(13)后进入人眼(1)，在眼底散射后经过眼睛屈光系统出射，带有人眼波前像差信息的光经过散光预补偿(3)和离焦预补偿(4)后经第三分光镜(9)分成两路，一路由口径匹配系统(10)、孔径分割元件(18)和光电探测器(17)构成哈特曼波前传感器完成像差测量，一路由成像物镜和显示屏构成的视标发生系统(15)和计算机系统(16)，完成对比敏感度测量。

2.根据权利要求1所述的人眼哈特曼对比敏感度测量仪，其特征在于孔径分割元件(18)为微透镜阵列时，光电探测器件位于该微透镜阵列焦面上。

3.根据权利要求1所述的人眼哈特曼对比敏感度测量仪，其特征在于孔径分割元件(18)为微棱镜阵列时，在微棱镜阵列后面还加有傅立叶透镜，傅立叶透镜紧靠微棱镜阵列，光电探测器件位于傅立叶透镜的焦面上。

4.根据权利要求1或2所述的人眼哈特曼对比敏感度测量仪，其特征在于视标发生系统(15)的显示屏为液晶显示器，或等离子体显示器，或场致发光显示器，或有机发光显示器。

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