CN110367924B

CN110367924B - 一种主客观一体式精准验光装置及验光方法

Info

Publication number: CN110367924B
Application number: CN201910777661.8A
Authority: CN
Inventors: 何良义
Original assignee: Zhejiang Aizhitong Medical Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Aizhitong Medical Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2039-08-22
Also published as: CN110367924A

Abstract

一种主客观一体式精准验光装置及验光方法，由左右眼光路组成。单眼光路包括：人眼屈光客观测量子系统，人眼屈光矫正子系统，眼球定位子系统以及主观视功能测试子系统；人眼屈光客观测量子系统客观测量人眼屈光大小，以此引导内调焦装置沿光轴前后移动以矫正近视或远视、旋转柱面镜对以矫正散光；被检者通过装置观察内置视标，根据主观视觉感受，整体移动双点划线框部分微调离焦大小，旋转柱面镜对相对角度微调合成散光大小和轴向，直至获得主观最佳的矫正视觉质量，完成单眼主觉验光。左右眼主觉验光完成后，沿垂直光轴方向整体移动左右眼光路进行瞳距调节，进行红绿和双眼调节平衡流程，最终给出双眼最佳精准屈光矫正处方。

Description

一种主客观一体式精准验光装置及验光方法

所属技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种主客观一体式精准验光装置及验光方法。

背景技术

未矫正的屈光不正(包括近视、远视和散光)、未经手术治疗的白内障是导致视力损害的两个最主要原因(见文献[J].Ophthalmology2016；123(5):1036-1042)。准确测量人眼屈光不正的程度、确定最佳矫正处方是为患者进行屈光矫正的关键所在。

目前，验光流程包括客观验光和主觉验光两个步骤。客观验光的方法有检影验光和借助专业设备比如电脑验光仪、人眼像差仪等对患者的屈光不正进行客观测量。在此基础上，再利用试镜架插片或综合验光仪进行主觉验光。由于客观验光不包含受试者的主观反馈，其检测结果往往仅供参考。而主觉验光的准确度和重复性在很大程度上依赖于被检者的配合程度、检查者的水平与临床经验，使得基于现有主觉验光方法获得的矫正处方质量参差不齐。更为重要的是，现有试镜架插片或综合验光仪采用离散度数(步长0.25D)的试镜片进行主觉验光，存在化整误差，无法实现对人眼屈光不正的连续精准化验光。

针对现有验光手段主客观分离(采用不同的设备)，主觉验光人为因素影响大、试镜片度数不连续存在化整误差的问题，本发明提出一种主客观一体式精准验光装置和验光方法，能够同时测量双眼屈光、连续主觉验光、瞳距测量及视功能测量(包括但不限于视力、立体视)，实现双眼主客观一体式精准验光。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种主客观一体式精准验光装置和验光方法，解决现有验光手段主客观分离(采用不同的设备)，主觉验光人为因素影响大、试镜片度数不连续存在化整误差的问题，能够同时客观测量双眼屈光、连续主觉验光、瞳距测量及视功能测量(包括但不限于视力、立体视)，实现双眼主客观一体式精准验光。

为此，本发明首先提出一种主客观一体式精准验光装置，该装置由左右眼光路组成；单眼光路包括人眼屈光客观测量子系统，人眼屈光矫正子系统，眼球定位子系统，以及主观视功能测试子系统；人眼屈光客观测量子系统，用于人眼屈光的客观测量；人眼屈光矫正子系统，包括内调焦装置、可旋转柱面镜对，用于矫正人眼离焦和散光；眼球定位子系统，包括瞳孔成像装置，用于眼球定位；以及主观视功能测试子系统，包括视标物镜和视标显示装置，用于主觉验光时的视功能测。

优选地，所述主客观一体式精准验光装置可以采用单路结构实现单眼主客观验光，也可以采用双路结构实现双眼主客观验光。

进一步优选地，所述人眼屈光客观测量子系统可以从波前测量技术、检影验光技术、条栅聚焦验光技术、Scheiner盘验光技术和刀刃测量验光技术中选择。

进一步优选地，所述波前测量技术是从基于微透镜阵列的哈特曼波前传感器、基于微棱镜阵列的哈特曼波前传感器、曲率波前传感器、角锥波前传感器中选择的。

进一步优选地，所述的视标显示装置是从CRT显示器、商用投影仪、液晶显示器、等离子体显示器、场致发光显示器、有机发光显示器、投影式显示装置、印刷视力表中选择的。

进一步优选地，人眼屈光矫正子系统包括柱面镜对；所述柱面镜对设置在人眼瞳孔共轭位置处，调节柱面镜对中的单片柱面镜的转向角度，实现对人眼散光的连续矫正，调节第一中继望远镜或者第三中继望远镜中透镜的距离，实现对离焦的连续矫正。

进一步优选地，人眼屈光矫正子系统采用旋转柱面镜对装置实现人眼散光的矫正；所述柱面镜对对人眼散光的连续矫正，柱面镜对从光焦度大小相同或不同的平凹/平凸柱面镜对、平凹/平凹柱面镜对、平凸/平凸柱面镜对中选择一对。

本发明还公开一种主客观一体式精准验光方法，包含以下步骤：

1.开启近红外信标光源，近红外信标光源发出光，由准直物镜准直，经第二分光镜和第一分光镜反射，透过柱面镜对和第一中继望远镜或者第三中继望远镜后进人眼；

2.人眼眼底反射的光，透过第一中继望远镜或者第三中继望远镜、柱面镜对、第一分光镜和第二中继望远镜进入波前传感器，客观测量人眼屈光误差；

3.根据测得的人眼屈光误差，通过人眼离焦矫正公式和内调焦方式补偿人眼离焦；根据测得的人眼屈光误差，绕光轴分别旋转柱面镜对中的单片柱面镜，通过人眼散光矫正公式和单片柱镜转动的方式补偿人眼散光；

4.在人眼屈光误差补偿完成后，视标显示装置显示特定类型的视标，人眼通过第一中继望远镜或者第三中继望远镜、柱面镜对、第一分光镜、第二分光镜、反射镜和视标物镜观察显示在视标显示装置上的特定视标并进行判断；

5.根据主观视觉感受微调离焦大小，旋转柱面镜对相对角度微调合成散光大小和轴向，直至获得主观最佳的矫正视觉质量，完成单眼主觉验光；

6.左右眼主觉验光完成后，沿垂直光轴方向整体移动左右眼光路进行瞳距调节，进行红绿和双眼调节平衡流程，最终给出双眼最佳精准屈光矫正处方。

所述人眼离焦矫正公式如下：

其中，D为可矫正的离焦，f₁、f₂分别为第一中继望远镜中两个透镜的焦距，d为第一中继望远镜中两个透镜在光轴方向上的距离，通过改变第一中继望远镜中两个图透镜在光轴上的距离，实现对人眼离焦的连续矫正。

所述人眼散光矫正公式如下：

C＝2F_ccos(a₁-a₂)

其中，C和φ分别为可矫正的散光大小和轴向，Fc为柱面镜对中单个柱面镜的散光大小，a₁和a₂是两个柱面镜的散光轴向；通过分别旋转柱面镜对中的单片柱面镜，实现对人眼散光的连续矫正。

本发明与现有技术相比所具有的优点：首次提出一种主客观一体式精准验光装置和方法，采用客观屈光测量技术客观测量人眼屈光度，以此引导内调焦装置和旋转柱面镜对分别实现对人眼离焦和散光的补偿，通过观察内置视标，被检者根据主观视觉感受微调离焦量及散光大小和轴向实现主觉精准验光，在此基础上进行红绿和双眼调节平衡流程，最终给出最佳精准屈光矫正处方。

附图说明

图1为本发明基于波前测量技术的主客观一体式精准验光装置的实施例1原理图。

图2为本发明基于波前测量技术的主客观一体式精准验光装置的实施例2原理图。

图中标记：1、人眼；2、瞳孔成像装置；3、第一中继望远镜；4、柱面镜对；5、第一分光镜；6、第二中继望远镜；7、波前传感器；8、视标显示装置；9、近红外信标光源；10、准直物镜；11、视标物镜；12、反射镜；13、第二分光镜；14、第一反射镜；15、第一透镜；16、第二反射镜；17、第三反射镜；18、第二透镜；19、第四反射镜。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1所示，一种基于波前测量技术的主客观一体式精准验光装置，包括瞳孔成像装置2、第一中继望远镜3、柱面镜对4、第一分光镜5、第二中继望远镜6、波前传感器7、视标显示装置8、近红外信标光源9、准直物镜10、视标物镜11、反射镜12、分光镜13。

近红外信标光源9发出的光，由准直物镜10准直，经第二分光镜13和第一分光镜5反射，透过柱面镜对4、第一中继望远镜3进人眼1；人眼1眼底反射的光，透过第一中继望远镜3、柱面镜对4、第一分光镜5和第二中继望远镜6进入波前传感器7客观测量人眼屈光误差(离焦、散光和散光轴向)；根据测得的人眼屈光误差，沿光轴方向整体移动双点划线框部分，(如图1所标识)，采用内调焦方式补偿人眼离焦；根据测得的人眼屈光误差，绕光轴分别旋转柱面镜对4中的单片柱面镜，采用柱镜合成的方式补偿人眼散光。人眼屈光误差补偿完成后，视标显示装置8显示特定类型的视标，人眼通过中第一继望远镜3、柱面镜对4、第一分光镜5、第二分光镜13、反射镜12和视标物镜11观察显示在视标显示装置8上的视标。

根据主观视觉感受，整体移动双点划线框部分微调离焦大小(如图1所标识)，旋转柱面镜对相对角度微调合成散光大小和轴向，直至获得主观最佳的矫正视觉质量，完成单眼主觉验光。

左右眼主觉验光完成后，沿垂直光轴方向整体移动左右眼光路进行瞳距调节，进行红绿和双眼调节平衡流程，最终给出双眼最佳精准屈光矫正处方。

人眼离焦矫正公式如下：

其中，D为可矫正的离焦，f₁、f₂分别为中继望远镜3中两个透镜的焦距，d为中继望远镜3中两个透镜在光轴方向上的距离。由公式1可知，通过改变中继望远镜3中两个透镜在光轴上的距离，可以实现对人眼离焦的连续矫正。

人眼散光矫正公式如下：

C＝2F_ccos(a₁-a₂) (2)

其中，C和φ分别为可矫正的散光大小和轴向，F_c为柱面镜对中单个柱面镜的散光大小，a₁和a₂是两个柱面镜的散光轴向。由公式2可知，通过分别旋转柱面镜对中的单片柱面镜，可以实现对人眼散光的连续矫正。

实施例2

如图2所示，一种基于波前测量技术的主客观一体式精准验光装置，包括瞳孔成像装置2、第三中继望远镜、柱面镜对4、第一分光镜5、第二中继望远镜6、波前传感器7、视标显示装置8、近红外信标光源9、准直物镜10、视标物镜11、反射镜12、第二分光镜13；其中或者第三中继望远镜包括第一反射镜14、第一透镜15、第二反射镜16、第三反射镜17、第二透镜18和第四反射镜19。

近红外信标光源9发出的光，由准直物镜10准直，经第二分光镜13和第一分光镜5反射，透过柱面镜对4、或者第三中继望远镜进人眼1；人眼1眼底反射的光，透过或者第三中继望远镜、柱面镜对4、第一分光镜5和第二中继望远镜6进入波前传感器7客观测量人眼屈光误差(离焦、散光和散光轴向)。

根据测得的人眼屈光误差，沿光轴方向同步移动反射镜16和反射镜17，采用内调焦方式补偿人眼离焦；根据测得的人眼屈光误差，绕光轴分别旋转柱面镜对4中的单片柱面镜，采用柱镜合成的方式补偿人眼散光。

人眼屈光误差补偿完成后，视标显示装置8显示特定类型的视标，人眼通过或者第三中继望远镜、柱面镜对4、第一分光镜5、第二分光镜13、反射镜12和视标物镜11观察显示在视标显示装置8上的视标，进行主觉验光。被检者通过同步移动第二反射镜16和第三反射镜17微调人眼离焦，同时绕光轴分别旋转柱面镜对4中的单片柱面镜微调人眼散光，直至达到最佳视觉效果，完成主觉验光，给出最佳精准屈光矫正处方。

在实施例2中，人眼散光矫正的方式和实施例1相同。人眼离焦的矫正采用一个反射式第三中继望远镜实现。该装置也可以实现对人眼离焦的连续矫正。和实施例1区别在于，公式1中f₁、f₂、d分别为透镜15和透镜18中两个透镜的焦距以及它们之间的距离。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims

1.一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：该装置由左右眼光路组成；单眼光路包括人眼屈光客观测量子系统，人眼屈光矫正子系统，眼球定位子系统，以及主观视功能测试子系统；人眼屈光客观测量子系统，用于人眼屈光的客观测量，包括第一中继望远镜或者第三中继望远镜、柱面镜对、第一分光镜、第二中继望远镜、波前传感器、第二分光镜、准直镜和近红外信标光源；所述柱面镜对设置在人眼共轭位置处；第一中继望远镜包括两个透镜；第三中继望远镜包括第一反射镜、第一透镜、第二反射镜、第三反射镜、第二透镜和第四反射镜；人眼屈光矫正子系统用于矫正人眼离焦和散光，包括内调焦装置和柱面镜对，所述内调焦装置包括第一中继望远镜或者第三中继望远镜；眼球定位子系统用于眼球定位，包括瞳孔成像装置；以及主观视功能测试子系统用于主觉验光时的视功能测试，包括第一中继望远镜或者第三中继望远镜、柱面镜对、第一分光镜、第二分光镜、反射镜、视标物镜和视标显示装置；所述人眼屈光客观测量子系统和主观视功能测试子系统共用部分光学器件；所述屈光矫正子系统的柱面镜对与第一中继望远镜均处于人眼屈光客观测量子系统和主观视功能测试子系统共光路中，或者所述屈光矫正子系统的柱面镜对与第三中继望远镜均处于人眼屈光客观测量子系统和主观视功能测试子系统共光路中；

所述主客观一体式精准验光装置通过以下步骤进行验光：

1.开启近红外信标光源，近红外信标光源发出光，由准直物镜准直，经第二分光镜和第一分光镜反射，透过柱面镜对，经第一中继望远镜或者第三中继望远镜后进人眼；

3.根据测得的人眼屈光误差，通过人眼离焦矫正公式和内调焦方式补偿人眼离焦；

所述人眼离焦矫正公式如下：D=(d-f₁-f₂)/f₁f₂，其中，D为可矫正的离焦，f₁、f₂分别为第一中继望远镜中两个透镜的焦距，d为第一中继望远镜中两个透镜在光轴方向上的距离；或者，f₁、f₂分别为第三中继望远镜中第一透镜和第二透镜的焦距，d为第一透镜和第二透镜在光轴方向上的距离；通过改变第一中继望远镜或者第三中继望远镜中两个透镜在光轴上的距离，实现对人眼离焦的连续矫正；

根据测得的人眼屈光误差，绕光轴分别旋转柱面镜对中的单片柱面镜补偿人眼散光；

采用的人眼散光矫正公式如下：C=2F_ccos(a₁-a₂), φ=(a₁+a₂)/2，

其中，C和φ分别为可矫正的散光大小和轴向，Fc为柱面镜对中单个柱面镜的散光大小，a₁和a₂是两个柱面镜的散光轴向；通过分别旋转柱面镜对中的单片柱面镜，实现对人眼散光的连续矫正;

5. 根据主观视觉感受微调离焦大小，旋转柱面镜对相对角度微调合成散光大小和轴向，直至获得主观最佳的矫正视觉质量，完成单眼主觉验光。

2.根据权利要求1所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：所述装置采用单路结构实现单眼主客观验光，或者采用双路结构实现双眼主客观验光。

3.根据权利要求1所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：所述人眼屈光客观测量子系统的实现从波前测量技术、检影验光技术、条栅聚焦验光技术、Scheiner盘验光技术、刀刃测量验光技术中选择。

4.根据权利要求3所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：所述波前测量技术从基于微透镜阵列的哈特曼波前传感器、基于微棱镜阵列的哈特曼波前传感器、曲率波前传感器、角锥波前传感器中选择。

5.根据权利要求1所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：所述柱面镜对是从光焦度大小相同或不同的平凹/平凸柱面镜对、平凹/平凹柱面镜对、平凸/平凸柱面镜对中选择。

6.根据权利要求1所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：在人眼屈光客观测量子系统中，所述柱面镜对设置在第一中继望远镜和第一分光镜之间，或者所述柱面镜对设置在第三中继望远镜和第一分光镜之间；柱面镜对与第一中继望远镜或者第三中继望远镜的光路共轴，所述第一分光镜的原光路与第二中继望远镜的光路共轴，所述第一分光镜的分光路与第二分光镜的原光路共轴，所述第二分光镜的分光路与准直物镜的光路共轴，所述近红外信标光源设置在准直物镜后侧位置，所述波前传感器设置在第二中继望远镜的后侧位置。

7.根据权利要求1所述的一种主客观一体式精准验光装置，其特征在于：所述主观视功能测试子系统用于单、双眼视功能测量；所述的视标显示装置从CRT显示器、商用投影仪、液晶显示器、等离子体显示器、场致发光显示器、有机发光显示器、投影式显示装置、印刷视力表中选择。