專利名稱：光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量光學(xué)鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)，光學(xué)眼用鏡片高 精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學(xué)眼用鏡片如角膜接觸鏡和人工晶狀體等還是目前用來矯正人眼屈光不正的主要方法和技術(shù)。據(jù)初步統(tǒng)計，中國約有450~500 萬人在使用角膜接觸鏡，60-100多萬人在接受人工晶狀體(IOL)植入 治療白內(nèi)障。這些光學(xué)眼用鏡片的像質(zhì)直接影響到矯正屈光后人眼的 視覺質(zhì)量,有研究表明不同類型和不同廠家的鏡片對視網(wǎng)膜成像產(chǎn)生 不同的高階像差，如軟鏡(soft contact)比硬鏡(RGP)誘發(fā)更多的高 階像差，更多的高階像差影響了人眼的視覺質(zhì)量；又如隨著小切口及 微切口白內(nèi)障超聲乳化聯(lián)合人工晶狀體植入技術(shù)的日益普及，白內(nèi)障 患者對手術(shù)后的期望值不斷提高。他們不再滿足于術(shù)后能"看得到"， 更希望"看得清楚、舒服、持久"。雖然絕大多數(shù)患者術(shù)后視力顯著 改善，但較正常人而言其功能性視覺卻明顯降低。部分研究顯示，白 內(nèi)障摘除聯(lián)合IOL植入術(shù)后功能性視覺降低可能與術(shù)后人眼成像質(zhì) 量發(fā)生改變有關(guān)，而IOL本身的像質(zhì)可能是其中的主要影響因素。 到目前為止，有很多方法用來檢測這些光學(xué)眼用鏡片的光學(xué)質(zhì)量特 性，如干涉測量法、Ronchi測試法、Moire偏轉(zhuǎn)法，Hartmann波前 檢測法等。但這些方法中有些只能測量一個點(diǎn)或一個面的光學(xué)像差， 或只能測量低階像差。為此，本申請人于2006年7月25日向?qū)＠?提交了一份名稱為《一種眼鏡片光學(xué)質(zhì)量測量裝置》的專利申請，該 專利申請的申請?zhí)枮?00610041215.3，在該申請中本申請人公開了 一種眼鏡片光學(xué)質(zhì)量測量裝置，系統(tǒng)原理是根據(jù)Hartmann波前檢測， 其特點(diǎn)是能檢測大孔徑的眼鏡片(如漸變鏡)整個范圍的光學(xué)質(zhì)量， 但由于其采用Hartmann光孔光闌，光孔密度相對Hartmann-Shack 微透鏡列陣大，對測量小孔徑鏡片，如角膜接觸鏡和人工晶狀體，其 精度不夠高。但這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)在測量 不同屈光度的被測鏡片時，光路須作較大范圍地調(diào)整，而一般光學(xué)眼 用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的范圍都是有限的，這些的局限性導(dǎo)致了到目前為止還沒有一套系統(tǒng)既能夠檢測角膜接觸鏡的高 階像差和成像質(zhì)量，又能檢測人工晶狀體的高階像差和成像質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一套能夠檢測角膜接觸鏡(RGP)和人工晶狀體(IOL)高階像差和成像質(zhì)量的光學(xué) 眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是 一種光學(xué)眼用鏡 片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)，包括點(diǎn)光源、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件、光闌、 光束收束組件、圖像傳感器和具有圖像顯像及處理功能的儀器，其特 征在于所述光闌由高密度Hartmann-Shack微透鏡列陣構(gòu)成，點(diǎn)光 源、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件、光闌、光束收束組件、圖像傳感器沿光路 依次設(shè)置，所述Hartmann-Shack微透鏡列陣的像面與圖像傳感器的 感光面共扼，被測鏡片放置在光束收束組件和圖像傳感器之間，圖像 傳感器輸出與具有圖像顯像及處理功能的儀器連接。傳統(tǒng)的光路是將被測鏡片放置在Hartmann-Shack微透鏡列陣之 前，這種設(shè)計受到被測鏡片屈光度和Hartmann-Shack透鏡焦距的限 制，無法對被測鏡片大范圍屈光度變化的補(bǔ)償，為了克服這些技術(shù)缺 點(diǎn)，與傳統(tǒng)的Hartmann-Shack波前像差檢測光路不同，本發(fā)明將 Hartmann-Shack微透鏡列陣設(shè)置在光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件和光束收束 組件之間，被測鏡片放置在后續(xù)的光束收束組件和圖像傳感器之間， 并且Hartmann-Shack微透鏡列陣的像面與圖像傳感器的感光面滿足 共扼關(guān)系，即在光路調(diào)試過程中，可以通過調(diào)節(jié)Hartmann-Shack微 透鏡列陣、光束收束組件及CCD的位置，只要使微透鏡列陣像面與 CCD感光面之間滿足物象共扼關(guān)系即可，這樣當(dāng)被測鏡片的屈光度 有較大變化，如角膜接觸鏡和人工晶狀體，增加了被測鏡片的范圍， 只需在較小的范圍內(nèi)對微透鏡列陣和被測鏡片的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)即可 分別對角膜接觸鏡和人工晶狀體進(jìn)行高階像差和成像質(zhì)量的檢測。同 時本裝置中可通過采用高密度Hartmann-Shack微透鏡列陣，使得該 套系統(tǒng)的光跡采樣密度高以至達(dá)到既能夠檢測角膜接觸鏡的高階像 差和成像質(zhì)量，又能檢測人工晶狀體的高階像差和成像質(zhì)量的目的。下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明裝置作進(jìn)一步描述。


圖l本發(fā)明具體實(shí)施例光路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a為測得的球面人工晶體1的Hartmann-Shack點(diǎn)列圖； 圖2b為測得的球面人工晶體2的Hartmann-Shack點(diǎn)列圖； 圖3a為測得的人工晶體1的MTF函數(shù)圖； 圖3b為測得的人工晶體2的MTF函數(shù)圖； 圖4a為測得的人工晶體1的PSF函數(shù)圖； 圖4b為測得的人工晶體2的PSF函數(shù)圖；具體實(shí)施例方式 如圖1所示，本發(fā)明的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)其光路 中包括沿光路依次設(shè)置的點(diǎn)光源1、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件2、 Hartmann-Shack微透鏡列陣3、光束收束組件4、圖像傳感器5、具 有圖像顯像及處理功能的儀器6,其中Hartmann-Shack微透鏡列陣3 的像面與圖像傳感器5的感光面共扼，所謂"共扼"是指物面對應(yīng)唯 一的像面。被測鏡片7放置在光束收束組件4和圖像傳感器5之間。 為保證光跡采樣密度，Hartmannt透鏡列陣3在被測鏡片7孔徑范圍 內(nèi)微透鏡個數(shù)應(yīng)不少于15*15，微透鏡間隔小于0.5mm，以達(dá)到能測 量10階以上的像差。光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件2將點(diǎn)光源1發(fā)出的光束 擴(kuò)束后并成為平行光照射在Hartmannt透鏡列陣3上，光束擴(kuò)束及準(zhǔn) 直組件2包括消色差負(fù)透鏡和第一消色差正透鏡，光束收束部份由第 二消色差正透鏡構(gòu)成，圖像傳感器5可以采用目前較為常用的CCD 圖象傳感元件，具有體積小，分辨力高的特點(diǎn)。Hartmann-Shack微透 鏡列陣3最好固定在一可沿光軸平行方向移動的裝置上，移動 Hartmann-Shack微透鏡列陣3的位置可保證在被測鏡片7在不同屈光 度時，Hartmann-Shack微透鏡列陣3的像面與CCD的感光面共扼。 具有圖像顯像及處理功能的儀器6可選用安裝有相應(yīng)圖像處理軟件 的計算機(jī)擔(dān)任。檢測系統(tǒng)最好還設(shè)有一可沿XYZ三個方向調(diào)節(jié)的被 測鏡片7支架，調(diào)節(jié)被測鏡片7固定在被測鏡片7支架上，通過調(diào)節(jié) 保證被測鏡片7與光路同軸，避免因被測鏡片7的傾斜和偏軸等原因 引入的不對稱像差。調(diào)節(jié)裝置的移動機(jī)構(gòu)可以是齒輪齒條或螺桿螺套 方式。本發(fā)明的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)的工作原理是Hartmann-Shack微透鏡列陣3成像在圖象傳'感器CCD上被CCD接 收和顯示，并通過具有圖像處理軟件的計算機(jī)中相應(yīng)的圖象處理軟件 記錄和保存點(diǎn)列陣圖象，并自動尋找Hartmann-Shack點(diǎn)列陣圖中的 各點(diǎn)位置，根據(jù)各點(diǎn)位置相對于Hartmann-Shack微小透鏡的光軸在 空間上的位移量計算出波前的傾斜量，從而獲得波前像差，波前像差 可以由像差圖和標(biāo)準(zhǔn)化的Zemike函數(shù)表示。根據(jù)波前像差的Zernike 多項(xiàng)式表述，使用傅立葉光學(xué)理論，計算MTF和PSF。波前像差和 像質(zhì)函數(shù)的計算通過Matlab或VC軟件包實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)，包括點(diǎn)光源、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件、光闌、光束收束組件、圖像傳感器和具有圖像顯像及處理功能的儀器，其特征在于所述光闌由高密度Hartmann-Shack微透鏡列陣構(gòu)成，點(diǎn)光源、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件、光闌、光束收束組件、圖像傳感器沿光路依次設(shè)置，所述Hartmann-Shack微透鏡列陣的像面與圖像傳感器的感光面共扼，被測鏡片放置在光束收束組件和圖像傳感器之間，圖像傳感器輸出與具有圖像顯像及處理功能的儀器連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)， 其特征在于所述Hartmann-Shack微透鏡列陣固定在一可沿光軸平 行方向移動的平臺上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系 統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有一可沿XYZ方向調(diào)節(jié)的被測鏡片支架， 調(diào)節(jié)被測鏡片固定在被測鏡片支架上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系 統(tǒng)，其特征在于所述的Hartmann-Shack微透鏡列陣的微透鏡個數(shù) 在被測鏡片孔徑范圍內(nèi)不少于15*15,微透鏡間隔小于0.5mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)， 其特征在于所述的Hartmann-Shack微透鏡列陣的微透鏡個數(shù)在被 測鏡片孔徑范圍內(nèi)不少于15*15，微透鏡間隔小于0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)眼用鏡片高精度像質(zhì)檢測系統(tǒng)。包括點(diǎn)光源、光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件、光闌、光束收束組件、圖像傳感器和具有圖像顯像及處理功能的儀器，光闌由Hartmann-Shack微透鏡列陣構(gòu)成，光闌設(shè)置在光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件和光束收束組件之間，光闌的像面與圖像傳感器的感光面共扼，被測鏡片放置在光束收束組件和圖像傳感器之間。本發(fā)明將光闌設(shè)置在光束擴(kuò)束及準(zhǔn)直組件和光束收束組件之間，被測鏡片放置在后續(xù)的光束收束組件和圖像傳感器之間，并且光闌的像面與圖像傳感器的感光面滿足共扼關(guān)系，這樣可以滿足被測鏡片的屈光度較大變化范圍，既能夠檢測角膜接觸鏡的高階像差和成像質(zhì)量，又能檢測人工晶狀體的高階像差和成像質(zhì)量。
文檔編號G01M11/02GK101266194SQ20071013131
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者帆 呂, 沈梅曉, 賀極蒼 申請人:溫州醫(yī)學(xué)院眼視光研究院