CN2438423Y - 主观人眼象差测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种主观人眼象差测量装置,主要包括光线追迹、光迹测定以及瞳孔监视三光路。其中追迹光线的入瞳位置由与瞳孔面共轭的阵列光源控制,而光迹登记则由与眼底共轭的显示屏上视标完成。根据本实用新型中光线追迹和光迹登记分离的原理,该测量装置中光路光程缩短,亮度增强,从而解决光源亮度不足的问题,同时保证测量精度不变。该装置的结构更为简单,调试更为方便,稳定性更好并可节约成本。

Description

主观人眼象差测量装置

本实用新型涉及一种医学中的测量装置，特别是一种人眼象差测量装置。人眼构成光学系统可将外界物体成像在眼底视网膜上。对于理想的眼睛，可将物体清晰地成像在视网膜上，让物体表面光分布的对比在视网膜上保持不变，此时，光线从物体表面某一点发出(或反射)并通过人眼瞳孔后将汇聚在视网膜上的某一相应点上。但一般人的眼睛并不是上述的理想状态，通过瞳孔的光线并不汇聚在一点，而是形成一个光斑，其中一部分达到理想点，大部分则偏离理想点，这种因眼睛光学系统所引起的光线偏离被称为象差。人眼象差作为人眼光学系统缺陷对人眼视力存在严重影响，特别是对近视眼患者影响更为严重。

为矫正人眼象差，首先应对人眼象差作出精确测量。目前测量人眼象差的方法有主观测量和客观测量两种。因主观测量方法的精度高、稳定性能好，测量时不用散瞳而且造价低廉，成为常用的测量手段。中国专利98125083.1提供了一种人眼象差测量仪器及方法，该仪器及方法能够测量出人眼象差。但该实用新型中的测量光路需同时完成光线追迹和光迹测定的双重任务。在保证测量精度的前提下，若要将此双重任务同时实现，整个光路的光程将拉得很长，以至发光二极管的亮度严重不足。即使采用现有的超亮型发光二极管，在多数条件下被测者仍难以看清目标以至无法完成测量。

本实用新型的目的在于提供一种主观人眼象差测量装置，该人眼象差测量装置将光线追迹和光迹测定的双重任务分开，分别由两条光路完成，降低了对发光二极管的亮度要求，同时又使传播过程中的光程缩短，从而解决发光二极管亮度不足的问题同时保证测量精度不受影响。

本实用新型的目的是这样实现的：一种主观人眼象差测量装置，该主观人眼象差测量装置设有光线追踪光路和光迹登记光路，该光线追踪光路的发光源设为与瞳孔面共轭的阵列光源，该阵列光源连接于计算控制设备上，该光路中设有与眼底共轭的固定的透光视标，该透光视标在阵列光源中的随机选择一单位光源的发光照射下通过相应的光学元件成像于人眼的眼底；该光迹登记光路的发光源设为与眼底共轭的显示屏，该显示屏上的视标成像于人眼眼底，该显示屏上的视标与计算控制设备上的移动控制装置驱动连接；该光线追踪光路和该光迹登记光路在到达人眼前重合。该主观人眼象差测量装置还设有瞳孔监视光路，该监视光路设有在人眼附近设置的红外光源，该光路上还设有同心圆分划板、连接于计算控制设备的电子摄像设备，同心圆分划板和电子摄像设备的感光面与瞳孔面共轭，人眼瞳孔和同心圆分划板通过相应的光学元件同时成像于计算控制设备的第二显示屏上。所述的阵列光源可由10至100个单位光源二维排列组成。所述的阵列光源可由13个、21个或37个单位光源二维排列组成。所述的阵列光源可为发光二极管阵列，也可为光纤阵列。所述的每一单位光源在瞳孔面上的通光口径不大于1毫米。所述的计算控制设备可为计算机，或单片机，还可为工控机。所述的显示屏可为液晶显示屏或小尺寸显示屏。所述的移动控制装置可为鼠标器，或操作杆，或遥控器，还可为笔记本式鼠标。所述的电子摄像设备可为电子眼，或数码相机，还可为摄象机。所述的光迹登记光路在与光线追踪光路重合之前设有与眼底共轭的视力表光标或图象光标。

本实用新型的工作原理是这样的：主观人眼象差测量系统包括光线追迹光路和光迹登记光路，其光线追迹光路从阵列光源开始，经光学系统成像并通过与眼底共轭的透光视标后聚焦在眼瞳孔面上。由计算控制设备通过光源驱动电路选择性点亮阵列光源中的某一单位光源，这时，光线将只从瞳孔面上某一特定点进入人眼。由于固定的透光视标与眼底共轭，人眼此时所见到的透光视标像则是由所有通过瞳孔该特定点的光线形成。若此时计算控制设备控制另一单位光源发光，此时的眼底视标象则由从瞳孔另一特定点进入人眼的光线所形成。若人眼准确聚焦，且无象差影响，视标像将维持不动，即从不同瞳孔进入人眼光线的光迹维持不变。但因人眼象差的影响，视标像将移动至另一眼底位置，即光迹将变化。而且，其变化量与该瞳孔处的象差成正比。此时，该象差的影响可由被测者看到，但无法定量测定。测定象差的任务则由光迹登记光路完成。在光迹登记光路中，一显示屏被成像在被测者的眼底，这样被测者能同时看到光线追迹光路中的透光视标和光迹登记光路中显示屏的视标。然后，被测者可通过移动移动控制装置使显示屏视标与固定透光视标重合，并在程序控制下经过移动控制装置将透视光标的位置通过显示屏视标而记录下来，从而完成光迹登记。由此，由象差引起的透光视标像位移被转换成显示屏上视标的位移量而得到测定。然后，根据这些测定量得出视角改变量后，通过数值计算方法计算出二维波象差分布以及多项分立象差成份。

应用本实用新型的人眼象差测量装置，具有如下优点：

1、应用本实用新型的人眼象差测量装置，其通过分离光线追迹和光迹登记，测量精度的控制由光迹登记光路完成，而亮度控制由光线追迹光路完成，从而，在不影响测量精度的前提下，保证了足够的亮度。

2、另外，根据本实用新型中光线追迹和光迹登记分离的原理，该测量装置的结构将更为简单、调试更为方便，稳定性更好并可节约成本。

3、本实用新型中瞳孔监视光路中电子摄像设备和同心圆分划板的引入，简化了光路结构，并能在显示屏上同时显示瞳孔和同心圆分划板像，从而更有利于瞳孔位置与仪器光路的共轴控制。

下面结合附图进一步详细说明本实用新型：

图1为本实用新型的人眼象差测量装置的总体结构示意图。

如图1所示，本实用新型的主观人眼象差测量装置包括阵列光源阵列1、第一透镜2、第一反光镜3、透光视标4、分光镜5、第二透镜6、第二反光镜7、第三透镜8、第三反光镜9、冷光反光镜10、第四透镜11、第一计算机显示屏14、第五透镜15、视力表视标16、第六透镜17、同心圆分划板18、第七透镜19、电子眼CCD20、计算机及发光二极管驱动电路21、第二计算机显示屏22、鼠标器23和红外发光二极管13。本实用新型的主观人眼象差测量装置设有光线追踪光路和光迹登记光路，该光线追踪光路的发光源设为与瞳孔面共轭的发光二极管阵列1，该阵列光源连接于计算机上，该光路中设有与眼底共轭的固定的透光视标4，该透光视标在阵列光源1中的一个二极管的发光照射下通过相应的光学元件成像于人眼的眼底；

具体设置为：该光线追踪光路依序设有阵列光源1、第一透镜2、第一反光镜3、透光视标4、分光镜5、第二透镜6、第二反光镜7、第三透镜8、第三反光镜9、冷光反光镜10、第四透镜11，然后，光线进入人眼12。该光迹登记光路的发光源设为与眼底共轭的计算机显示屏14，该计算机显示屏14通过相应的光学元件将计算机显示屏上的计算机视标成像于人眼眼底，该计算机显示屏14连接于计算机21上，通过计算机上的移动控制装置进行驱动；该光迹登记光路依序设有第一计算机显示屏14、第五透镜15、视力表视标16，然后该光线追踪光路和该光迹登记光路在人眼前方光路重合。该主观人眼象差测量装置还设有瞳孔监视光路，该监视光路设有在人眼附近设置的作为红外光源的红外发光二极管13，该光路上还设有同心圆分划板18、连接于计算机的CCD电子眼20。该光路依序具体设置为：红外光源13、与光线追踪光路和光迹登记光路重合的部分第四透镜11和冷光反光镜10、第六透镜17、同心圆分划板18、第七透镜19、电子眼CCD20。同心圆分划板18和CCD电子眼20的感光面与瞳孔面共轭，人眼瞳孔和同心圆分划板通过相应的光学元件同时成像于计算机的第二显示屏22上。

所述的阵列光源1可由13个、21个或37个发光二极管二维排列组成。所述的一个发光二极管在瞳孔面上的通光口径不大于1毫米。所述的计算机作为计算控制设备的一种，也可替换为单片机，或工控机。所述的液晶显示屏作为显示屏的一种，也可替换为小尺寸显示屏。所述的鼠标器作为移动控制装置的一种，可替换为操作杆，或遥控器，或笔记本式鼠标。所述的CCD电子眼作为电子摄像设备的一种，可替换为数码相机，或摄象机。所述的发光二极管阵列作为阵列光源的一种，也可替换为光纤阵列，在光纤阵列上设有由单位光源组成的阵列。

本实用新型的主观人眼象差测量装置，其光线追迹光路从阵列光源1开始，经光学系统成像并通过与眼底共轭的透光视标4后聚焦在眼瞳孔面上。由计算机通过光源驱动电路选择性点亮阵列光源1中的某一个发光二极管，这时，光线将只从瞳孔面上某一特定点进入人眼。由于透光视标4与眼底共轭，人眼此时所见到的透光视标像则是由所有通过瞳孔该特定点的光线形成。若计算机此时计算机控制另一发光二极管发光，此时的眼底视标象则由从瞳孔另一特定点进入人眼的光线所形成。若人眼准确聚焦，且无象差影响，视标像将维持不动，即从不同瞳孔进入人眼光线的光迹维持不变。但因人眼象差的影响，视标像将移动至另一眼底位置，即光迹将变化。而且，其变化量与该瞳孔处的象差成正比。此时，该象差的影响可由被测者看到，但无法定量测定。测定象差的任务则由光迹登记光路完成。在光迹登记光路中，一计算机显示屏14被成像在被测者的眼底，这样被测者能同时看到光线追迹光路中的透光视标4和光迹登记光路中计算机视标。然后，被测者可通过移动鼠标器23使计算机视标与透光视标重合，并在程序控制下经过鼠标击键将透视光标的位置通过计算机视标而记录下来，从而完成光迹登记。由此，由象差引起的透光视标像位移被转换成计算机显示屏上视标的位移量而得到测定。然后，根据这些测定量得出视角改变量后，通过数值计算方法计算出二维波象差分布以及多项分立象差成份。人眼瞳孔12在红外发光二极管13的照射下经过透镜11，透过冷光反光镜10后成像于透镜11的后焦面上，并与同心圆分划板18重合。同心圆分划板18与人眼瞳孔像经透镜19成像在电子眼CCD上，并同时显示在计算机的第二显示屏22上，用于控制人眼与测量装置的光轴对准调节。

本实用新型的人眼象差测量装置将光线追迹和光迹测定的双重任务分开，分别由两条光路完成，一方面降低了在测量过程中对发光二极管的亮度要求，同时又减少光路传播过程中的光程缩短，从而解决发光二极管亮度不足的问题同时保证测量精度不受影响。

Claims (11)

1、一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：该主观人眼象差测量装置设有光线追踪光路和光迹登记光路，该光线追踪光路的发光源设为与瞳孔面共轭的阵列光源，该阵列光源连接于计算控制设备上，该光路中设有与眼底共轭的固定的透光视标，该透光视标在阵列光源中的随机选择一单位光源的发光照射下通过相应的光学元件成像于人眼的眼底；该光迹登记光路的发光源设为与眼底共轭的显示屏，该显示屏上的视标成像于人眼眼底，该显示屏上的视标与计算控制设备上的移动控制装置驱动连接；该光线追踪光路和该光迹登记光路在到达人眼前重合。

2、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：该主观人眼象差测量装置还设有瞳孔监视光路，该监视光路设有在人眼附近设置的红外光源，该光路上还设有同心圆分划板、连接于计算控制设备的电子摄像设备，同心圆分划板和电子摄像设备的感光面与瞳孔面共轭，人眼瞳孔和同心圆分划板通过相应的光学元件同时成像于计算控制设备的第二显示屏上。

3、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的阵列光源可由10至100个单位光源二维排列组成。

4、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的阵列光源可由13个、21个或37个单位光源二维排列组成。

5、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的阵列光源可为发光二极管阵列，也可为光纤阵列。

6、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的每一单位光源在瞳孔面上的通光口径不大于1毫米。

7、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的计算控制设备可为计算机，或单片机，还可为工控机。

8、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的显示屏可为液晶显示屏或小尺寸显示屏。

9、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的移动控制装置可为鼠标器，或操作杆，或遥控器，还可为笔记本式鼠标。

10、如权利要求2所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的电子摄像设备可为电子眼，或数码相机，还可为摄象机。

11、如权利要求1所述的一种主观人眼象差测量装置，其特征在于：所述的光迹登记光路在与光线追踪光路重合之前设有与眼底共轭的视力表光标或图象光标。