[发明专利]一种测量人眼角膜曲率的紧凑型光学系统

说明书

本发明提供一种测量人眼角膜曲率的紧凑型光学系统，使照明模块和成像模块可以共用部分透镜并实现同轴化，大幅度缩小角膜曲率光学测量系统的体积和重量，能够应用于角膜曲率计的设计，从而得到总长小于70mm、光学镜组重量小于30g的角膜曲率计，同时，按照本发明提供的角膜曲率光学测量系统设计的角膜曲率计，还具有体积较小、造价低廉、可家用化的优点。

技术领域

本发明属于光学设备技术领域，尤其涉及一种测量人眼角膜曲率的紧凑型光学系统。

背景技术

现阶段近视已经发展成一个社会性问题，我国近视人数已超过6亿人，对近视的防控愈发必要。人眼的屈光力主要来源于角膜和晶状体，其中角膜的屈光力为+43.05D左右，占人眼总屈光力的70％，虽然常认为真性近视的主要原因是眼轴增长，但是对于角膜曲率的监测仍是十分必要的，一方面可以在青少年的成长过程中监控角膜的曲率变化，以作为判断其近视风险的依据之一，另一方面可以为诸如角膜平削手术、角膜塑形镜验配之类的工作进行前期的测试准备工作。

角膜曲率计是一种可以测量人眼角膜前表面曲率半径的光学系统，由照明光路和成像光路构成，光源的光经由照明光路打入人眼前表面，经过前表面反射后再经由成像光路成像于接收器，也即通过照明光源照亮角膜后测量反射光特征来计算待测角膜曲率。目前市面上的角膜曲率的成像光路和照明光路通常是分离的，两者需要以待测角膜为中心呈一定角度放置，这就造成了其体积和重量都较大，只能作为专业性仪器。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种测量人眼角膜曲率的紧凑型光学系统，使照明模块和成像模块共用部分透镜并实现同轴化，大幅度缩小角膜曲率测量系统的体积和重量。

一种测量人眼角膜曲率的紧凑型光学系统，包括共轴的照明模块和成像模块，其中，照明模块和成像模块共用一个聚焦透镜组，同时，照明模块还包括环形光源组件与反射组件，成像模块还包括成像组件；

所述环形光源组件用于发出环形光，所述聚焦透镜组用于将环形光进行能量聚焦，所述反射组件用于将能量聚焦后的环形光整形为环形平行光源，并将环形平行光源以设定的照明角度入射到人眼角膜；

所述聚焦透镜组还用于将人眼角膜的反射光进行能量聚焦，所述成像组件用于对能量聚焦后的反射光进行成像，外部处理模块再根据成像组件的所成影像获取人眼角膜曲率。

进一步地，外部处理模块根据成像组件的所成影像获取人眼角膜曲率的方法为：

其中，R为人眼角膜曲率，y₁为所成影像中的像高，θ为照明角度，f为物方焦距，x为物距。

进一步地，当影像在成像组件中为清晰成像时，影像为像圈，则像高y₁为像圈的半径；当影像在成像组件中为模糊成像时，影像为像环，则像高y₁为像环的平均半径。

进一步地，所述照明角度θ、物方焦距f以及物距x通过对光学系统的标定得到。

进一步地，所述环形光源组件包括环形光源设备1与环形透镜2，所述聚焦透镜组包括第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6以及第五透镜7，所述反射组件包括环形球面反射镜8与镀有反射环的平面玻璃9，所述成像组件包括第六透镜11、第七透镜12以及接收器13；

所述环形光源设备1发出环形光，环形光依次入射至同轴放置的环形透镜2、第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6以及第五透镜7后，再依次经由平面玻璃9与环形球面反射镜8整形为环形平行光源并入射到人眼角膜；

人眼角膜的反射光依次经由同轴放置的第五透镜7、第四透镜6、第三透镜5、第二透镜4、第一透镜3、第六透镜11以及第七透镜12后，再入射至接收器13进行成像。