[发明专利]基于模拟退火算法的Placido盘面型设计方法

说明书

本发明提出一种基于模拟退火算法的Placido盘面型设计方法，包括：预设角膜顶点到角膜地形图仪中Placido盘顶点的距离和角膜顶点到角膜地形图仪中光阑的距离，作为后续优化的初始条件；设置Placido盘的面型对应的表达式；根据像差原理计算光阑处的像差函数；以像差函数作为评价函数，以Placido盘表面参数为变量，进行模拟退火运算，计算得到像差最小时的Placido盘表面参数。通过上述的方法计算形成的Placido盘具有在光阑处具有较小的像差，减少了后续镜头组的设计难度，并有助于提高后续图像处理的精度的优点。

技术领域

本发明涉及视光学技术领域，特别涉及一种基于模拟退火算法的Placido盘面型设计方法。

背景技术

角膜提供了眼睛光学系统的大部分屈光能力，占总屈光力的70％以上。因此，其微小的变化将会造成人眼屈光状态的巨大变化，对图像聚焦在视网膜上的清晰度产生显著影响，影响人的视力。因此需要对角膜进行精确的测量。

基于Placido盘的角膜地形图仪系统使用由一系列黑白同心环作为物面，经过角膜成像在传感器上，传感器位于板的中心孔后面，后续通过计算机分析由角膜反射的虚像，可以得到角膜不同位置处的曲率。其具有结构简单、测量方便等的优点，应用的最为广泛。

Placido盘的形状将对成像的质量有重要影响，在先专利(CN 111803025 A)中，Placido盘系统使用圆锥体、半球体、圆柱形或椭圆形表面作为物面，目的是减小由于面型带来的像差。但是这种设计应用范围较小，面型加工复杂。

发明内容

本发明的目的提供一种基于模拟退火算法的Placido盘面型设计方法，解决上述现有技术问题中的一个或多个。

本发明提出一种基于模拟退火算法的Placido盘面型设计方法，包括：

预设角膜顶点到角膜地形图仪中Placido盘顶点的距离和角膜顶点到角膜地形图仪中光阑的距离；

设置Placido盘的面型对应的表达式；

计算光阑处的像差函数；

以像差函数作为评价函数，以Placido盘表面参数为变量，进行模拟退火运算，计算得到像差最小时的Placido盘表面参数。

在某些实施方式中，所述光阑处的像差函数根据像差原理计算。

在某些实施方式中，所述Placido盘的面型为旋转二次曲面。

在某些实施方式中，在所述角膜顶点处建立空间坐标系，以角膜顶点O'为原点，以主光轴为z轴，Placido盘的面型对应的表达式为x²+y²＝a(z-H)+b(z-H)²，a＝-2R，R为Placido盘顶点处的半径值，b代表旋转二次曲线的类型，H代表角膜顶点到角膜地形图仪中Placido盘顶点的距离。

在某些实施方式中，b与旋转二次曲面类型的关系为：

当b＜-1，旋转二次曲面的类型为扁椭球；

当b＝-1，旋转二次曲面的类型为球体；

当-1＜b＜0，旋转二次曲面的类型为长椭球；

当b＝0，旋转二次曲面的类型为抛物面；

当b＞0，旋转二次曲面的类型为双曲面。

在某些实施方式中，所述模拟退火运算的过程如下：

预设变量初始值T、L、T_f,在每个温度T下，得到计算结果，然后将温度降低得到另一个结果，L为每个固定温度下的最大迭代次数，T_f为参考值，