CN112932404A - 一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置及测量方法，特点是包括角膜拍摄组件和测距光路组件，角膜拍摄组件包括同轴且依次设置的placido盘、第一透镜、第二透镜和第一光电探测器，测距光路组件包括分束单元、发射接收单元和驱动电机，分束单元设置在角膜拍摄组件的光轴上，且分束单元位于第一透镜与第二透镜之间，用于透射进入角膜拍摄组件中的光以及反射进入发射接收单元中的光，驱动电机用于驱动发射接收单元沿与角膜拍摄组件的光轴相垂直的方向来回移动；优点是通过该测量装置和方法可精确测得角膜地形图仪在拍摄角膜时的工作距离，使得对角膜曲率的复原精度更高，从而也使得角膜地形图仪对角膜疾病的诊断更准确。

Description

一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及用于检查眼角膜的角膜地形图仪，尤其涉及一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置及测量方法。
背景技术
基于 Placido（普拉西多氏）盘的角膜地形图仪因其具有屈光度可视化、能较精确的绘制角膜各种形貌图、能对多种角膜疾病进行诊断、指导各种角膜手术有效开展、测量数据多样、分析能力强等诸多优点，在医疗市场上广受欢迎。
而一般的角膜地形图仪中，为了能清晰拍摄到角膜顶点部分与周边角膜，以及为了满足放大倍率β不变，常采用物方远心镜头，该种镜头的特点是拥有较大的物方景深，因此在采集图像时，不同的工作距离（即角膜顶点至第一透镜的距离）情况下，也能拍摄到清晰图像，但是对最终的角膜曲率半径的复原却带来很大的不确定性，因此为了提高角膜曲率的复原精度，需要确定更加精确的工作距离的值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置及测量方法，通过该装置和方法可得到精确的角膜地形图仪的工作距离，从而可达到更高的角膜曲率的复原精度。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，包括角膜拍摄组件和测距光路组件，所述的角膜拍摄组件包括同轴且依次设置的placido盘、第一透镜、第二透镜和第一光电探测器，所述的测距光路组件包括分束单元、发射接收单元和驱动电机，所述的分束单元设置在所述的角膜拍摄组件的光轴上，且所述的分束单元位于所述的第一透镜与所述的第二透镜之间，用于透射进入角膜拍摄组件中的光以及反射进入发射接收单元中的光，所述的驱动电机用于驱动所述的发射接收单元沿与所述的角膜拍摄组件的光轴相垂直的方向来回移动。
进一步地，所述的分束单元为分光镜。
进一步地，所述的分束单元与所述的placido盘同轴。
进一步地，所述的发射接收单元包括分光棱镜、光源和第二光电探测器，所述的光源和所述的第二光电探测器位于所述的分光棱镜相邻的两侧，所述的光源的出射口和所述的第二光电探测器的接收端分别设置有光阑。
进一步地，所述的发射接收单元包括呈Y型分布的分光器件、光源和第二光电探测器，所述的分光器件的端口处设置有光阑。
进一步地，所述的第二光电探测器为光电倍增管或雪崩光电二极管。
进一步地，所述的光源采用低功率红外波段激光器，功率＜5mw，波长为780nm。
进一步地，所述的光阑的直径小于0.3mm。
进一步地，所述的第一光电探测器为面阵光电探测器。
一种使用所述的测量装置对工作距离的测量方法，包括以下具体步骤：
（1）、在角膜与placido盘之间放置一块与角膜拍摄组件的光轴相垂直的平面反光镜，平面反光镜到角膜顶点的距离记为L1，再通过驱动电机调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X0，且此时光源共轭点所在的位置记为A；
（2）、撤除平面反光镜；
（3）、调整角膜地形图仪与眼球的相对位置，使角膜顶点位于角膜拍摄组件的光轴上，然后通过角膜地形图仪对角膜进行拍摄；
（4）、通过驱动电机调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X1，且此时光源共轭点所在的位置记为B；
（5）、根据关系式得到光源共轭点移动的距离，即位置A、B之间的距离
Figure 440533DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 43159DEST_PATH_IMAGE002
其中：
Figure 635946DEST_PATH_IMAGE003
为第一透镜的焦距；
（6）、再根据以下关系式得到拍摄角膜时，角膜顶点至第一透镜的距离，即工作距离d0，
Figure 513378DEST_PATH_IMAGE004
，其中：
Figure 796592DEST_PATH_IMAGE005
为第一透镜至placido盘中心的距离，X0＞2f＇。
与现有技术相比，本发明的优点是通过该测量装置和方法可精确测得角膜地形图仪在拍摄角膜时的工作距离，使得对角膜曲率的复原精度更高，从而也使得角膜地形图仪对角膜疾病的诊断更准确。
附图说明
图1为本发明的实施例一的结构示意图；
图2为本发明的实施例二的结构示意图；
图3为本发明的测量方法中步骤（1）所对应的装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图所示，一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，包括角膜拍摄组件和测距光路组件，角膜拍摄组件包括同轴且依次设置的placido盘1、第一透镜2、第二透镜3和第一光电探测器4，测距光路组件包括分束单元、发射接收单元和驱动电机5，分束单元为分光镜6，分光镜6与placido盘1同轴，且分光镜6设置在第一透镜2与第二透镜3之间，用于透射进入角膜拍摄组件中的光以及反射进入发射接收单元中的光，发射接收单元包括分光棱镜7、光源8和第二光电探测器9，光源8和第二光电探测器9位于分光棱镜7相邻的两侧，光源8的出射口和第二光电探测器9的接收端分别设置有光阑10，驱动电机5用于驱动发射接收单元沿与角膜拍摄组件的光轴相垂直的方向来回移动。
实施例二：如图所示，其它结构同实施例一，不同之处在于：发射接收单元包括呈Y型分布的分光器件11、光源8和第二光电探测器9，分光器件11的端口处设置有光阑10。
上述实施例中一、二中，第二光电探测器9为光电倍增管（PMT）或雪崩光电二极管（APD），光源8采用低功率红外波段激光器，功率＜5mw，波长为780nm；光阑10的直径小于0.3mm；第一光电探测器4为面阵光电探测器，如：CCD或CMOS。
一种使用上述测量装置对工作距离的测量方法，包括以下具体步骤：
（1）、在角膜12与placido盘1之间放置一块与角膜拍摄组件的光轴相垂直的平面反光镜13，如图3所示，平面反光镜13到角膜12的顶点的距离记为L1，再通过驱动电机5调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器9上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X0，且此时光源共轭点所在的位置记为A；
（2）、撤除平面反光镜13；
（3）、调整角膜地形图仪与眼球的相对位置，使角膜12的顶点位于角膜拍摄组件的光轴上，然后通过角膜地形图仪对角膜12进行拍摄；
（4）、通过驱动电机5调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器9上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X1，且此时光源共轭点所在的位置记为B；
（5）、根据关系式得到光源共轭点移动的距离，即位置A、B之间的距离
Figure 822317DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 558192DEST_PATH_IMAGE002
，其中：
Figure 22671DEST_PATH_IMAGE007
为第一透镜2的焦距；
（6）、再根据以下关系式得到拍摄角膜12时，角膜顶点至第一透镜2的距离，即工作距离d0，
Figure 409659DEST_PATH_IMAGE004
，其中：
Figure 606285DEST_PATH_IMAGE005
为第一透镜2至placido盘1中心的距离，X0＞2f＇。
该角膜地形图仪在实际使用前，可将上述方法的步骤（1）中平面反光镜13到角膜12的顶点的距离L1，以及所对应的距离X0预先记录好并作标定，使得在实际使用时，可省略步骤（1）、（2）的操作，使得操作简便。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，其保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于包括角膜拍摄组件和测距光路组件，所述的角膜拍摄组件包括同轴且依次设置的placido盘、第一透镜、第二透镜和第一光电探测器，所述的测距光路组件包括分束单元、发射接收单元和驱动电机，所述的分束单元设置在所述的角膜拍摄组件的光轴上，且所述的分束单元位于所述的第一透镜与所述的第二透镜之间，用于透射进入角膜拍摄组件中的光以及反射进入发射接收单元中的光，所述的驱动电机用于驱动所述的发射接收单元沿与所述的角膜拍摄组件的光轴相垂直的方向来回移动。
2.如权利要求1所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的分束单元为分光镜。
3.如权利要求1所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的分束单元与所述的placido盘同轴。
4.如权利要求1所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的发射接收单元包括分光棱镜、光源和第二光电探测器，所述的光源和所述的第二光电探测器位于所述的分光棱镜相邻的两侧，所述的光源的出射口和所述的第二光电探测器的接收端分别设置有光阑。
5.如权利要求1所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的发射接收单元包括呈Y型分布的分光器件、光源和第二光电探测器，所述的分光器件的端口处设置有光阑。
6.如权利要求4或5所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的第二光电探测器为光电倍增管或雪崩光电二极管。
7.如权利要求4或5所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的光源采用低功率红外波段激光器，功率＜5mw，波长为780nm。
8.如权利要求4或5所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的光阑的直径小于0.3mm。
9.如权利要求1所述的一种角膜地形图仪的工作距离的测量装置，其特征在于：所述的第一光电探测器为面阵光电探测器。
10.一种使用权利要求4或5所述的测量装置对工作距离的测量方法，其特征在于包括以下具体步骤：
（1）、在角膜与placido盘之间放置一块与角膜拍摄组件的光轴相垂直的平面反光镜，平面反光镜到角膜顶点的距离记为L1，再通过驱动电机调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X0，且此时光源共轭点所在的位置记为A；
（2）、撤除平面反光镜；
（3）、调整角膜地形图仪与眼球的相对位置，使角膜顶点位于角膜拍摄组件的光轴上，然后通过角膜地形图仪对角膜进行拍摄；
（4）、通过驱动电机调节发射接收单元的位置，使第二光电探测器上接收到的光强最强，记录此时发射接收单元相对其原始位置所移动的距离，记为X1，且此时光源共轭点所在的位置记为B；
（5）、根据关系式得到光源共轭点移动的距离，即位置A、B之间的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为第一透镜的焦距；
（6）、再根据以下关系式得到拍摄角膜时，角膜顶点至第一透镜的距离，即工作距离d0，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为第一透镜至placido盘中心的距离，X0＞2f＇。
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