[发明专利]一种基于波前分析的眼镜片检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于波前分析的眼镜片检测方法，包括光源调整单元、镜片姿态调整单元、检测单元和软件模块；所述光源调整单元用于对入射光的平移和旋转；所述镜片姿态调整单元，用于根据配镜处方的配戴参数，调整镜片初始顶点距离、配戴视野角和镜圈面部弧度；所述检测单元，用于检测镜片的有效波前像差；所述软件模块，用于设置运动平台的运动参数，设置检测单元中波前像差传感器的检测参数；用于接收检测单元的有效波前像差数据，对其进行计算并显示，实现对镜片配戴状态下的高精度有效波前像差的测量，提供对镜片设计、加工、光学性能及成像质量评价的定量参考依据。

技术领域

本发明涉及精密仪器，尤其涉及是一种基于波前分析的眼镜片检测方法和装置。

背景技术

人的眼球是一精密的光学系统，但由于生理因素的限制，导致其本身存在着各种成像缺陷，如正视眼在暗光环境下的视力下降，青年时期的近视眼随着年龄的增长变成老花眼，出现远处和近处均看不清的现象，白内障及晶状体混浊阻挡光线到达视网膜等。由此出现了各种视力矫正手段，如配戴式眼镜片，接触式(隐形)眼镜片，激光角膜研磨术，内置人工晶体等，用于补偿或消除眼球本身的成像缺陷。其中，配戴式框架眼镜具有价格便宜，危险性低，方便配戴等优点，是最为常见的针对屈光不正的矫正手段。

若要实现对眼球成像缺陷的矫正，首先需要对眼球自身的成像缺陷进行精确的检测。波前像差能够全面地描述一个成像系统的成像缺陷。由泽尼克多项式表达的人眼波前像差可以分为低阶像差如离焦、像散、畸变和高阶像差如慧差、球差、三叶草像差等。由于人眼波前像差检测技术和镜片加工技术的限制，传统的验光和配镜，仅实现了对眼球低阶像差，特别是对离焦和像散的检测和矫正，却无法实现对眼球高阶像差的矫正。研究表明，高阶像差在特定环境如暗光环境下，对人眼成像质量有着重要影响。此外，配戴不适合的矫正镜片，会加重高阶像差对成像质量的影响，产生视觉模糊、眩晕等。

随着视觉矫正要求的提高和人眼波前像差检测技术的进步，人们对视觉的矫正不再仅仅满足于低阶像差的矫正，而是希望实现全像差(低阶像差和高阶像差)的矫正，以追求

镜片成像矫正(“正”像差)+眼球成像缺陷(“负”像差)＝视网膜上“零”像差成像的超视力(super-normal vision)效果。

以配戴框架镜片为例，图1所示为在配戴框架镜片状态下目标物的光线通过镜片矫正后在人眼视网膜黄斑中心成清晰像的示意图。目标点T经过镜片矫正后清晰成像在视网膜黄斑中心T”,镜片后焦点(back focal point)与眼球远点(far point)重合于T’,即眼球远点球面(far point sphere)与镜片后焦点球面(back focal sphere)重合。角度ρ指配戴视野角(‘as-worn’pantoscopic angle)，是配戴状态下，通过镜片前表面几何中心的法线与第一眼位(primary position)的夹角。角度ω指镜面镜圈面部弧度(face form angleor wrap angle)。O’D与AB为不同视角θ处的顶点距离(vertex distance),即视线(line ofsight)上镜片后表面到眼球角膜顶点的距离,其中O’D为视角θ＝0°，即第一眼位时的顶点距离，AB为视角为θ时的顶点距离。顶点距离随着视线的不同而改变，受到视角、配戴视野角、镜圈面部弧度及镜片后表面面形等因素的影响。角膜顶点球面表示随视角不同，眼球绕其旋转中心O转动时角膜顶点的轨迹。镜片波前像差指波前像差为零的入射光经过镜片矫正后在镜片后表面处的波前像差。有效波前像差指波前像差为零的入射光经过镜片矫正后到达角膜顶点球面上的波前像差。由图可知，对于同一入射光束，经镜片矫正后，由顶点距离不同引起的波前像差在镜片后表面A处和角膜球面B处是明显不同的，存在一定的差值Δw，即

镜片后表面波前像差-有效波前像差＝Δw