帶有像差探測與補(bǔ)償?shù)目陀^視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶有像差探測與補(bǔ)償?shù)目陀^視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)，用于檢查、測試眼睛，屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著白內(nèi)障手術(shù)和角膜屈光手術(shù)的發(fā)展，視覺質(zhì)量逐漸開始被眼科醫(yī)生所重視。視覺質(zhì)量是表述整個(gè)人眼視光系統(tǒng)性能的指標(biāo)，是眼科醫(yī)生判斷病人術(shù)前分析和術(shù)后滿意度的重要參考。
[0003]評(píng)價(jià)視覺質(zhì)量的指標(biāo)，包括主觀感受、視力、對(duì)比敏感度、調(diào)制傳遞函數(shù)、點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、像差、散射、衍射等。常見的此類檢查采用如分辨視力表字母和對(duì)比度敏感檢查的方式，但均是基于主觀、要求患者配合，且忽略了很多視覺質(zhì)量因素，結(jié)果不客觀、不全面。例如，患者做完屈光手術(shù)之后，視力可達(dá)到1.0，但仍可能存在看物模糊、暈輪、炫光、重影等現(xiàn)象，這即是術(shù)后視覺質(zhì)量下降所引起的。
[0004]波前像差儀是一種客觀的檢測設(shè)備，它能探測人眼低階和高階像差，可通過像差間接計(jì)算出點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。波前像差儀可在角膜屈光手術(shù)中指導(dǎo)醫(yī)生如何削切角膜，削切角膜的形狀產(chǎn)生新的像差能夠補(bǔ)償人眼的原有像差即可。波前像差儀相比較傳統(tǒng)視力檢查已比較全面，但忽略了散射、衍射等因素的影響，所以術(shù)后仍有可能存在上述看物模糊、暈輪、炫光、重影等現(xiàn)象。在這種情況下，由于波前像差儀給出的是客觀結(jié)果，但其指導(dǎo)下的角膜屈光手術(shù)預(yù)后卻不佳，很容易令患者將責(zé)任推給醫(yī)生，這是醫(yī)患矛盾可能發(fā)生的爆發(fā)點(diǎn)，也一定程度上限制了波前像差儀的使用。
[0005]為了能夠全面評(píng)價(jià)人眼視覺質(zhì)量，客觀質(zhì)量分析系統(tǒng)(Opt i cal QualityAnalysis System, 0QAS，西班牙Vis1metrics公司)開始應(yīng)用于臨床。它采集點(diǎn)光源在眼底的圖像，這個(gè)圖像是點(diǎn)光源光線兩次經(jīng)過人眼光學(xué)系統(tǒng)所形成的，再經(jīng)過后期計(jì)算，得到一次成像的結(jié)果，也就是點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)。然后可進(jìn)一步通過計(jì)算得到調(diào)制傳遞函數(shù)、斯特列爾比等其他數(shù)據(jù)。OQAS分析整個(gè)眼底的光強(qiáng)分布，得到的是綜合所有影響因素的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，因此可以評(píng)價(jià)人眼的整體視覺質(zhì)量。然而，這套系統(tǒng)只能得到總體評(píng)價(jià)，并不能分別評(píng)價(jià)像差和除了像差以外的其他因素所帶來的影響。因此，針對(duì)像角膜屈光手術(shù)這樣只改變?nèi)搜巯癫钜粋€(gè)因素的情況，仍不能進(jìn)行準(zhǔn)確的術(shù)前分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決以上技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供了一種將波前探測器與點(diǎn)光源成像系統(tǒng)結(jié)合，同時(shí)加入波前校正器用于實(shí)時(shí)補(bǔ)償人眼像差，實(shí)現(xiàn)既可評(píng)價(jià)人眼整體視覺質(zhì)量，又可單獨(dú)探測人眼像差、評(píng)價(jià)除人眼像差以外的其他因素影響下的視覺質(zhì)量，還可進(jìn)行術(shù)前模擬評(píng)價(jià)角膜屈光手術(shù)之后視覺質(zhì)量的帶有像差探測與補(bǔ)償?shù)目陀^視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種帶有像差探測與補(bǔ)償?shù)目陀^視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)，包括照明光路、瞳孔定位光路和主光路，其特征在于: 所述照明光路包括照明光源，所述照明光源發(fā)出的照明光依次經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡、透鏡一、視場光闌、透鏡二和孔徑光闌后通過分光片一耦合進(jìn)主光路；
所述瞳孔定位光路包括瞳孔照明燈、反射鏡四和瞳孔相機(jī)，瞳孔照明燈發(fā)出的光波通過分色片耦合進(jìn)主光路，分色片反射照明光源的光波進(jìn)入瞳孔相機(jī)；
所述主光路包括波前校正器和波前探測器，照明光源發(fā)出的照明光經(jīng)分光片一耦合進(jìn)主光路后，依次經(jīng)過透鏡三、分光片二、透鏡四、波前校正器、反射鏡一、透鏡五、反射鏡二、反射鏡三和透鏡六到達(dá)人眼瞳孔處并在人眼眼底成像，從人眼眼底反射出的光波依次通過透鏡六、反射鏡三、反射鏡二、透鏡五、反射鏡一、波前校正器、透鏡四和分光片二，分光片二將反射光波分成兩束，其中一束經(jīng)過透鏡七進(jìn)入波前探測器，另外一束經(jīng)過透鏡三和成像透鏡進(jìn)入成像相機(jī)，所述成像相機(jī)、波前探測器和波前校正器電連接有計(jì)算機(jī)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述透鏡三與透鏡四、透鏡五與透鏡六、透鏡四與透鏡七均為共軛透鏡組。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述波前校正器、波前探測器、人眼瞳孔和孔徑光闌保持共軛。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述人眼眼底、成像相機(jī)和視場光闌保持共軛。
[0011 ]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述波前探測器是哈特曼探測器，所述波前校正器是變形鏡、微機(jī)電系統(tǒng)或液晶空間光調(diào)制器中的一種。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述照明光源的波長短于瞳孔照明燈的波長。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述照明光源選用超發(fā)光二極管或者激光，所述瞳孔照明燈選用紅外發(fā)光二極管。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括:所述視場光闌位置處設(shè)置有小孔濾波器或聲光調(diào)制器。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:當(dāng)波前校正器工作時(shí)，照明光在波前校正器處反射時(shí)也受到波前校正器的調(diào)制，使得原本是平行光的照明光帶有了像差，這個(gè)像差便是波前校正器調(diào)制產(chǎn)生的反向像差，帶有像差的照明光進(jìn)入人眼，與人眼本身的像差相互彌補(bǔ)，從而使照明光聚焦在眼底形成較為理想的圓點(diǎn)像，即為眼底的“點(diǎn)光源”，此像的形成沒有人眼像差的影響，只有人眼散射、衍射等其他因素的影響；
當(dāng)關(guān)閉波前校正器時(shí)，波前校正器復(fù)位相當(dāng)于一個(gè)普通反射鏡，此時(shí)成像相機(jī)采集的圖像即為所有因素造成的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的兩次疊加，計(jì)算機(jī)采集并計(jì)算可以評(píng)價(jià)人眼整體視覺質(zhì)量；
當(dāng)被測試者為角膜屈光手術(shù)術(shù)前患者時(shí)，可通過計(jì)算機(jī)向波前校正器發(fā)出任意波面補(bǔ)償信號(hào)，用于模擬不同情況下的角膜削割，通過成像相機(jī)便可觀測不同角膜削割之后人眼除像差之外其他因素對(duì)視覺質(zhì)量的影響，通過波前探測儀可觀測術(shù)后的殘留波前像差，若在補(bǔ)償人眼像差最理想情況下，由成像相機(jī)圖像所獲得的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)仍不集中(或者說斯特列爾比較低)，說明此患者眼內(nèi)散光、衍射等其他因素對(duì)視覺質(zhì)量影響較大，角膜屈光手術(shù)并不能對(duì)這些因素進(jìn)行補(bǔ)償，因此可以預(yù)言此患者預(yù)后較差。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的不意圖。
[0017]圖中:1、照明光源，2、準(zhǔn)直透鏡，3、透鏡一，4、視場光闌，5、透鏡二，6、孔徑光闌，7、分光片一，8、透鏡三，9、分光片二，10、透鏡四，11、波前校正器，12、反射鏡一，13、透鏡五，14、反射鏡二，15、反射鏡三，16、位移臺(tái)，17、透鏡六，18、分色片，19、人眼眼底，20、人眼瞳孔，21、透鏡七，22、波前探測器，23、成像透鏡，24、成像相機(jī)，25、瞳孔照明燈，26、反射鏡四，27、瞳孔相機(jī)，28、計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]本發(fā)明的視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)，通過將波前探測器與點(diǎn)光源成像系統(tǒng)結(jié)合，同時(shí)加入波前校正器用于實(shí)時(shí)補(bǔ)償人眼像差，既可評(píng)價(jià)人眼整體視覺質(zhì)量，又可單獨(dú)探測人眼像差，又可評(píng)價(jià)除人眼像差以外的其他因素影響下的視覺質(zhì)量，還可術(shù)前模擬評(píng)價(jià)角膜屈光手術(shù)之后的視覺質(zhì)量。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的帶有像差探測與補(bǔ)償?shù)目陀^視覺質(zhì)量分析光學(xué)系統(tǒng)包括照明光路、瞳孔定位光路、主光路三部分。
[0021]照明光路包括照明光源1、準(zhǔn)直透鏡2、透鏡一 3、視場光闌4、透鏡二 5和孔徑光闌6，并通過分光片一 7耦合進(jìn)主光路。
[0022]照明光源I選用近紅外波段、低相干光源，近紅外波段對(duì)人眼刺激小，低相干光不會(huì)產(chǎn)生散斑干擾測量結(jié)果，因此可選用超發(fā)光二極管作為光源，若使用激光作為光源時(shí)應(yīng)先采取降低相干性消散斑措施。
[0023]照明光源I發(fā)出的照明光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡2和透鏡一 3聚焦于視場光闌4處，此處與人眼眼底19共軛，視場光闌處4放置小孔濾波器，用于形成在人眼眼底19的“點(diǎn)光源”，此處亦可使用聲光調(diào)制器(Acousto-optical Modulators，Α0Μ)對(duì)照明光的強(qiáng)度和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0024]瞳孔定位光路包括瞳孔照明燈25、反射鏡四26和瞳孔相機(jī)27，并通過分色片18耦合進(jìn)主光路。
[0025]瞳孔照明燈25選用紅外發(fā)光二極管，波長較照明光源I波長要長，直接照亮人眼瞳孔20。
[0026]分色片18可使瞳孔照明燈25光波通過，而反射照明光源I的光波，這樣瞳孔反射光進(jìn)入瞳孔相機(jī)27成像。
[0027]在人眼處擺放模型眼，使其與主光路光軸對(duì)齊，并在瞳孔相機(jī)27圖像上標(biāo)記模型眼瞳孔位置，之后撤掉模型眼換上真實(shí)被測試者時(shí)，調(diào)節(jié)頭托使其瞳孔對(duì)準(zhǔn)已有的標(biāo)記。
[0028]主光路的具體介紹如下:
照明光源I發(fā)出的照明光進(jìn)入主光路后，依次經(jīng)過透鏡三8、分光片二 9、透鏡四10、波前校正器11、反射鏡一 12、透鏡五13、反射鏡二14、反射鏡三15和透鏡六17等透射或反射元器件到達(dá)人眼瞳孔20處，并在人眼眼底19處成像。從人眼眼底19反射出的光亦要依次通過透鏡六17、反射鏡三15、反射鏡二 14、透鏡五13、反射鏡一 12、波前校正器11、透鏡四10、分光片二 9和透鏡三8這些元器件到達(dá)成像透鏡23，并于成像相機(jī)24處成像，因此透鏡三8、分光片二 9、透鏡四10、波前校正器11、反射鏡一12、透鏡五13、反射鏡二 14、反射鏡三15和透鏡六17這些元器件對(duì)照明光和眼底反射光產(chǎn)生同樣的作用。
[0029]透鏡三8與透鏡四10，透鏡五13與透鏡六17，透鏡四10與透鏡七21均為共軛透鏡組，人眼瞳孔20、波前校正器11、波前探測器22均與孔徑光闌6保持共軛。
[0030]位移臺(tái)16上放置反射鏡二14和反射鏡三15，整體在圖中豎直方向(即箭頭所示方向)移動(dòng)，用于改變光路光程，使得不同屈光度的人眼眼前光線聚焦點(diǎn)與視場光闌4保持共軛，系統(tǒng)中人眼眼底19、成像相機(jī)24均與視場光闌4保持共軛。
[0031]波前探測器22使用哈特曼(Hartmann-Shack)探測器，用于實(shí)時(shí)測量人眼波前像差，并將探測信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)28處理，計(jì)算機(jī)28根據(jù)探測信號(hào)重構(gòu)波面，計(jì)算像差，并由此計(jì)算點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和調(diào)制傳遞函數(shù)，用于評(píng)價(jià)人眼波前像差對(duì)視覺質(zhì)量的影響，最終計(jì)算出波前補(bǔ)償信號(hào)發(fā)送到波前校正器11。
[0032]波前校正器11使用變形鏡(Deformable m i r r or s，DMs )或微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectromechanical systems , MEMS)或液晶空間光調(diào)制器(I iquid crystalspatial light modulators，LC_SLMs)，根據(jù)計(jì)算機(jī)28的波前補(bǔ)償信號(hào)做出反應(yīng)，用于實(shí)時(shí)補(bǔ)償人眼波前像差，