帶有像差探測與補償?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)量是表述整個人眼視光系統(tǒng)性能的指標，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]評價視覺質(zhì)量的指標，包括主觀感受、視力、對比敏感度、調(diào)制傳遞函數(shù)、點擴散函數(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，可通過像差間接計算出點擴散函數(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，也一定程度上限制了波前像差儀的使用。
[0005]為了能夠全面評價人眼視覺質(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。它采集點光源在眼底的圖像，這個圖像是點光源光線兩次經(jīng)過人眼光學(xué)系統(tǒng)所形成的，再經(jīng)過后期計算，得到一次成像的結(jié)果，也就是點擴散函數(shù)。然后可進一步通過計算得到調(diào)制傳遞函數(shù)、斯特列爾比等其他數(shù)據(jù)。OQAS分析整個眼底的光強分布，得到的是綜合所有影響因素的點擴散函數(shù)，因此可以評價人眼的整體視覺質(zhì)量。然而，這套系統(tǒng)只能得到總體評價，并不能分別評價像差和除了像差以外的其他因素所帶來的影響。因此，針對像角膜屈光手術(shù)這樣只改變?nèi)搜巯癫钜粋€因素的情況，仍不能進行準確的術(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光源成像系統(tǒng)結(jié)合，同時加入波前校正器用于實時補償人眼像差，實現(xiàn)既可評價人眼整體視覺質(zhì)量，又可單獨探測人眼像差、評價除人眼像差以外的其他因素影響下的視覺質(zhì)量，還可進行術(shù)前模擬評價角膜屈光手術(shù)之后視覺質(zhì)量的帶有像差探測與補償?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，瞳孔照明燈發(fā)出的光波通過分色片耦合進主光路，分色片反射照明光源的光波進入瞳孔相機；
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)過透鏡七進入波前探測器，另外一束經(jīng)過透鏡三和成像透鏡進入成像相機，所述成像相機、波前探測器和波前校正器電連接有計算機。
[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:當波前校正器工作時，照明光在波前校正器處反射時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入人眼，與人眼本身的像差相互彌補，從而使照明光聚焦在眼底形成較為理想的圓點像，即為眼底的“點光源”，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；
當關(guān)閉波前校正器時，波前校正器復(fù)位相當于一個普通反射鏡，此時成像相機采集的圖像即為所有因素造成的點擴散函數(shù)的兩次疊加，計算機采集并計算可以評價人眼整體視覺質(zhì)量；
當被測試者為角膜屈光手術(shù)術(shù)前患者時，可通過計算機向波前校正器發(fā)出任意波面補償信號，用于模擬不同情況下的角膜削割，通過成像相機便可觀測不同角膜削割之后人眼除像差之外其他因素對視覺質(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，若在補償人眼像差最理想情況下，由成像相機圖像所獲得的點擴散函數(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、衍射等其他因素對視覺質(zhì)量影響較大，角膜屈光手術(shù)并不能對這些因素進行補償，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，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，25、瞳孔照明燈，26、反射鏡四，27、瞳孔相機，28、計算機。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[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光源成像系統(tǒng)結(jié)合，同時加入波前校正器用于實時補償人眼像差，既可評價人眼整體視覺質(zhì)量，又可單獨探測人眼像差，又可評價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)前模擬評價角膜屈光手術(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，近紅外波段對人眼刺激小，低相干光不會產(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“點光源”，此處亦可使用聲光調(diào)制器(Acousto-optical Modulators，Α0Μ)對照明光的強度和頻率進行調(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27，并通過分色片18耦合進主光路。
[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，這樣瞳孔反射光進入瞳孔相機27成像。
[0027]在人眼處擺放模型眼，使其與主光路光軸對齊，并在瞳孔相機27圖像上標記模型眼瞳孔位置，之后撤掉模型眼換上真實被測試者時，調(diào)節(jié)頭托使其瞳孔對準已有的標記。
[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這些元器件到達成像透鏡23，并于成像相機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，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與視場光闌4保持共軛，系統(tǒng)中人眼眼底19、成像相機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，用于實時測量人眼波前像差，并將探測信號傳送到計算機28處理，計算機28根據(jù)探測信號重構(gòu)波面，計算像差，并由此計算點擴散函數(shù)和調(diào)制傳遞函數(shù)，用于評價人眼波前像差對視覺質(zhì)量的影響，最終計算出波前補償信號發(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)計算機28的波前補償信號做出反應(yīng)，用于實時補償人眼波前像差，