[发明专利]自动离焦补偿人眼像差哈特曼测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动离焦补偿人眼像差哈特曼测量仪。

背景技术

人眼高阶像差的研究已经成为国际视光学研究的重点，人眼高阶像差的测量也成为 国际眼科检测的发展趋势。中科院光电技术研究所研制的人眼像差哈特曼测量仪(以下 简称像差测量仪)实现了活体人眼高阶像差的准确测量(相关成果已获得专利授权公告 号CN 2683020Y、CN 2683021Y、CN 2698271Y和CN 2698270Y；以及专利公开号CN 1601231A)，此后中科院光电技术研究所进一步完成了可诱导人眼自主调节的动态像差 测量仪的研发(A wavefront aberrometer for dynamic high-order aberration measurement，Optik，in press，2009)。

由于人眼像差中离焦分量占据很大比重，严重影响着哈特曼波前传感器测得的光斑 质量，因此像差测量仪在测量人眼高阶像差前，需要通过内部调焦系统对待测人眼的大 部分离焦进行补偿，使信标光能够在眼底视网膜形成汇聚光斑，才能完成后续哈特曼波 前传感器准确测量人眼像差。但是目前研制的像差测量仪不能实现人眼离焦自动补偿， 只能通过操作人员交互式的观察哈特曼光斑手动完成离焦调节，对操作人员的熟练性和 受试者配合程度都有较高要求，在实际运用中存在很多局限，影响了像差测量仪的实用 性和准确性。

本发明有效解决了现有像差测量仪不能自动补偿人眼像差离焦的缺陷。通过在现有 像差测量仪平台上引入离焦调节控制模块和图像分析控制模块，构成自动离焦补偿系 统，从而实现人眼离焦自动补偿，并确保后续哈特曼波前传感器能测得离焦补偿后人眼 像差中包含的剩余离焦量和其它像差分量。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有像差测量仪的不足，在不增加设备结构复杂性的 前提下有效实现人眼像差自动离焦补偿，确保哈特曼波前传感器能准确测得人眼像差， 提高像差测量仪的实用性和测量精度。

本发明技术的解决方案：

自动离焦补偿人眼像差哈特曼测量仪，其特征在于包括：近红外发光二极管、第一 分光镜、瞳孔成像物镜、瞳孔相机、前组调焦物镜、后组调焦物镜、第二分光镜、第三 分光镜、口径匹配系统、第一反光镜、旋转信标装置、信标光直准系统、LD半导体激光 器、目标系统、小孔光阑、计算机系统和哈特曼波前传感器；计算机系统包含自动离焦 补偿系统，其中自动离焦补偿系统由离焦调节控制模块和图像分析控制模块构成；哈特 曼波前传感器由孔径分割元件和光电探测器构成；后组调焦物镜、第二分光镜、第三分 光镜、口径匹配系统、第一反光镜、旋转信标装置、信标光直准系统、LD半导体激光器、 目标系统、小孔光阑和哈特曼波前传感器放置在测量仪的壳体内构成可以在水平方向上 前后平移的移动部分，所述移动部分由计算机系统控制步进电机搭载在导轨上前后平 移；近红外发光二极管照明待测人眼，通过第一分光镜反射，由瞳孔成像物镜将待测量 人眼瞳孔成像在瞳孔相机上，再将瞳孔相机输出的视频信号在计算机系统上显示；调整 测量仪的位置，使待测人眼瞳孔中心位于测量仪光轴中心，再由被测量者用眼睛通过第 一分光镜、前组调焦物镜、后组调焦物镜、第二分光镜、第三分光镜观察目标系统中出 现的一个无穷远处的目标；完成对准后，LD半导体激光器发出的信标光，由信标光准直 系统进行准直、扩束，经旋转信标装置、第一反射镜反射后，再经第二分光镜反射，透 过前组调焦物镜、后组调焦物镜、第一分光镜，进入待测人眼，待测人眼眼底散射的信 标光透过第一分光镜、前组调焦物镜、后组调焦物镜，再透过第二分光镜，经第三分光 镜反射，进入口径匹配系统，出射光进入哈特曼波前传感器，哈特曼波前传感器中光电 探测器采集的视频信号输入计算机系统；完成光路调整操作后，自动离焦补偿系统的离 焦调节控制模块控制步进电机搭载移动部分在导轨上从最大正离焦补偿位置以等间距 方式平移至最大负离焦补偿位置，并通过哈特曼波前传感器中的光电探测器采集移动部 分位于不同调焦位置时对应的哈特曼波前传感器光斑图像序列，即对待测人眼实施不同 离焦补偿量；完成光斑图像序列采集后，自动离焦补偿系统的图像分析控制模块通过光 斑质量评价算法确定最佳光斑图像，根据最佳光斑图像在图像序列中的位置计算最佳离 焦补偿量，即自动离焦补偿系统补偿的离焦量，并控制步进电机搭载移动部分平移至最 佳离焦补偿量对应的导轨位置，实现对待测人眼的自动离焦补偿。