[发明专利]一种电脑验光仪的光学系统及验光方法

说明书

技术领域

本发明涉及视光学成像测量技术领域，具体涉及一种电脑验光仪的光学系统及验光方法。

背景技术

众所周知，中国学生近视发病率居高不下，同时中国也是仅次于日本的“近视第二大国”。为了防止近视的发生和有效测量近视的屈光程度，验光技术顺应时代需要成为了视光学技术发展的一个重要分支。其中，能否准确测定人眼的屈光不正的程度，是为患者配制矫正眼镜的关键所在，同时这也成为当前视光学技术研究的热点问题之一。

验光是检查光线入射眼球后的聚焦情况，它以正视眼状态为标准，测出受检眼与正视眼间的聚散差异程度，即检测眼的屈光状态的过程。验光仪作为初始阶段的验光设备，是测量眼睛屈光状态的仪器，其测量精度对后阶段验光有着重要的参考价值，因而备受医务人员和光学工作者们所重视。

目前，应用于临床验光较多的是电脑验光仪。电脑验光仪自1759年出现以来，近年来不断推陈出新，然而随着电脑验光仪的大量普及和视光学技术的快速发展，电脑验光仪在检测之中出现了一些问题，主要是，位置固定的视标和封闭式的视窗容易导致被检者产生紧张的情绪，从而刺激人眼在测量时不断调节，这种处于非松弛状态时测量出的视力往往不准确，容易造成对视力度数误判，影响配镜或者眼睛参数检查。

因此，设计和发明一种能让人眼处于自然松弛状态，向被测试者提供一片自然舒适的视觉环境且能快速准确验光的验光仪器，成为了目前视光学领域的重要课题之一。

申请人在文献《自动验光仪中调教光学系统的设计与研究》中公开了一种调焦光学系统，该调焦光学系统包括前固定组、变焦组和后固定组，该调焦光学系统能准确快速的将眼底像聚焦到图像采集元件上。

发明内容

本发明提供了一种敞开视窗型的电脑验光仪的光学系统及验光方法，精确测量人眼处于松弛状态下的屈光程度。

一种电脑验光仪的验光方法，包括：利用光源射出平行的准直光线，该准直光线经过环状光阑处理形成准直光圈，所述的准直光圈投入人眼后再由人眼反射回环形的反射像，在相对人眼的不同距离上检测该反射像的环厚，确定在环厚最窄时对应的成像位置，该成像位置相对人眼的距离即为反射像距，通过公式(1)将该反射像距换算成人眼的屈光度，

S＝-1/d                      (1)

其中，S为屈光度，d为反射像距。

所述的准直光线为圆形准直红外光，其波长为800～1200nm，优选为900～980nm，光强为0.04～0.05mw，发散角不大于0.1mrad。选择800～1200nm的红外光源都是可行的，因为人眼并不能很好得感知红外光，使用红外光将能达到放松人眼的目的。但是考虑到大多数相机的敏感波段有限，因此800～1200nm的红外光较为合适，在本发明中所述的准直光源的波长优选为900～980nm。考虑到保持人眼不受损伤，这里选择光强为0.04～0.05mw。发散角是影响测量结果的重要参数，因此必须对其进行严格控制，因此不得大于0.1mrad。

一种实现如所述的验光方法的光学系统，包括准直光源和调焦透镜组，还包括位于准直光源前方的环状光阑、用于将环状光阑透射的光环折反射进人眼并将来自人眼的反射像折反射到调焦透镜组的半透半反镜组和用于采集来自调焦透镜组的反射像的图像采集器。

所述的半透半反镜组包括两相互平行的半透半反镜，所述的两半透半反镜相对的一面为反射面；所述的两半透半反镜的分光比均为1∶1。准直光源发出的准直红外光透过环状光阑形成一准直光圈，该准直光圈由一定夹角投射到其中一个半透半反镜的透射面，透过该半透半反镜的准直光圈投射到另一半透半反镜的反射面，准确的反射进人眼的瞳孔中，人眼的光学系统使该准直光圈在视网膜上形成一个弥散环，该弥散环通过人眼的光学系统反射到将准直光圈反射进人眼的半透半反镜的反射面，再反射到另一透射准直光圈的半透半反镜的反射面，然后反射进调焦透镜组中，调节调焦透镜组使从人眼反射回来的反射像环聚焦到图像采集器上。

所述的调焦透镜组由一组透镜组成，分别为前固定组、变焦组和后固定组。

所述的图像采集器为感光敏感元件；所述的感光敏感元件为电荷耦合元件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。