人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置，设置在人眼波前像差测量及矫正系统中，调焦系统由扩束透镜、准直透镜和精密电控平移台组成，其中准直透镜固定在精密电控平移台上的可移动端，并与计算机控制系统相连；离焦补偿系统设置在分光镜与可变形反射镜之间，并由一望远系统和精密电控平移台构成，其中精密电控平移台设置在望远系统的两透镜之间，并与计算机控制系统相连。本发明专利技术与现有技术相比有很大的完善；对比插片式的补偿方式，更具有连续性，可以不受限制的对任何大小的离焦量进行矫正；与手动式平移台相比具有精确、速度快、移动量确定等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医用检测设备，尤其是人眼波前像差测量及矫正 设备。技术背景眼睛是人类获取外界信息最重要的途径，由于内部结构的复杂多 变，人眼存在大量波前像差。准确测量人眼像差对指导眼科医生进行 屈光矫正手术，提高人眼的成像质量具有重要意义。个体化切削在手 术中需要很高的精确性来准确的控制激光切削。因此在波前像差引导 的"个体化"角膜屈光手术中，波前像差的精确测量及矫正是至关重 要的。人眼波前像差测量及矫正装置是利用自适应光学原理，对人眼眼 底视网膜的波前像差进行精确的测量及矫正的医疗器械。测量过程中 用一束半导体激光从瞳孔射入眼内，经人眼眼底散射出的光伴随有人 眼的波前像差，用哈特曼传感器测量该像差，并引导可变形反射镜对 该像差进行矫正。在人眼波前像差测量中，除了能对普通眼镜即可以补偿的人眼低 阶像差进行测量外，还可以测量出人眼中严重影响视觉质量的多项高 阶像差，从而获得比普通验光更精确的测量结果。但对近视、远视度 数很大的人眼来说，由于信标点是由半导体激光器经扩束准直光学系统后的一束小口径平行光通过被观察人眼瞳孔后在人眼眼底视网膜 形成的亮点，因此人眼像差对眼底信标点的形状和大小有直接影响， 由于通过人眼瞳孔的激光束口径小，正常视力的人眼在小口径内像差 较小，对眼底信标点的影响小，但屈光不正视力异常的人眼在小口径 内的像差对眼底信标点就有明显的影响。对于近视或远视度数很大的 人眼来说，信标光射入人眼瞳孔后并不聚焦在人眼视网膜上，而是聚 焦在视网膜前方或后方，从人眼眼底散射通过瞳孔射出的光不再是平 行光。因此在对该人眼进行波前像差测量时，哈特曼传感器检测到的 信号十分微弱，这样会严重影响人眼像差的测量精度。人眼波前像差矫正过程中，除了能对普通眼镜即可补偿的人眼低 阶像差进行矫正外，还可以矫正人眼中严重影响视觉质量的多项高阶 像差，从而获得比普通眼镜更好的矫正效果。对于变形反射镜来说， 只能矫正较小的离焦量，对离焦量很大的人眼，变形反射镜无法完成 矫正。通过实验证明本系统使用的变形反射镜只能对土1.5D以内的 离焦量进行矫正，超过此数值的离焦，变形反射镜无法进行矫正。此 外，变形反射镜的大部分矫正能力都用来矫正本可用普通眼镜就可以 矫正的低阶像差，也是不必要的浪费。如果采取某种补偿措施预先将 离焦量矫正掉，本系统所用的变形反射镜的变形量就可以小很多，不 但可以提高可变形镜的矫正精度，还可以降低设计和加工难度，从而 有利于降低制造成本。目前国内外已经对上述两种问题进行了初步的解决。在专利"活 体人眼视网膜细胞成像仪的预补偿装置"中，采用在人眼托架的近前方设置用于安装补偿人眼的球镜补偿片的固定插槽即插片式补偿法，对人眼的离焦量进行预补偿。该申请号为200420060165. X。以及其 他相关专利中使用手动平移台来改变前组调焦透镜和后组调焦透镜 之间的距离等方式对人眼波前像差进行预补偿及矫正。但插片式补偿 法的补偿精度有限，因为大部分镜片的最小度数为25度。采用手动 平台的方法，速度、精度都受到很大限制，同时移动量也很难精确计 算。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置， 将精密电控平移台应用于该装置中的调焦系统和离焦补偿系统中，在 整个装置中仅通过移动电控平移台就可实现调焦和离焦补偿功能，不 需移动装置中的任何其他光学原件，通过调焦系统对视力异常人眼的 离焦量进行预补偿，使信标光能精确的聚焦于被测量人眼的视网膜， 提高眼底信标点质量，进而提高人眼像差的测量精度；通过使用离焦 补偿装置对哈特曼传感器检测出的人眼离焦量进行精密矫正，从而提 高可变形反射镜的矫正精度，降低变形反射镜校正时对变形量要求， 使仪器设备制造成本降低。本专利技术的技术方案如下一种人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置，设置在由信标光 源、调焦系统、口径匹配系统、离焦补偿系统、根据哈特曼波前传感 器测量像差控制并引导变形反射镜对该像差进行矫正的光学自适应 系统组成的人眼波前像差测量及矫正系统中，其特点是调焦系统由扩束透镜、准直透镜和精密电控平移台组成，其中准直透镜固定在精 密电控平移台上的可移动端，并与计算机控制系统相连；离焦补偿系统设置在分光镜与可变形反射镜之间，并由一望远系统和精密电控平 移台构成，其中精密电控平移台设置在望远系统的两透镜之间，并与 计算机控制系统相连。在离焦补偿系统中精密电控平移台行程为100mm;精密电控平移 台上装有四块反射镜，其中两块反射镜固定在精密电控平移台的固定 端，另两块反射镜固定在精密电控平移台的可移动端，并随计算机控 制的精密电控平移台移动端共同移动，改变两透镜之间的光学距离。本专利技术的有益效果是将精密电控平移台应用于调焦系统和离焦补偿系统中，在整个装置中仅通过移动电控平移台就可实现调焦和离 焦补偿功能，不需移动装置中的任何其他光学原件，通过调焦系统对 视力异常人眼的离焦量进行预补偿，使信标光能精确的聚焦于被测量人眼的视网膜，提高眼底信标点质量，进而提高人眼像差的测量精度； 使用离焦补偿装置对哈特曼传感器检测出的人眼离焦量进行精 密矫正，从而提高可变形反射镜的矫正精度，降低变形反射镜校正时 对变形量要求，使仪器设备制造成本降低。电控平移台的加入增加了 系统的稳定性，并且操作方便。同时通过计算机控制使平移台的移动 精度达到了微米量级，进而大大提高了人眼像差测量和矫正精度。本专利技术与现有技术相比有很大的完善；对比插片式的补偿方式， 更具有连续性，可以不受限制的对任何大小的离焦量进行矫正；与手动式平移台相比具有精确、速度快、移动量确定等优点。附图说明图1是本专利技术的人眼波前像差测量及矫正系统的光路图；图2是补偿系统程序控制流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详述。如图1所示，人眼波前像差测量及矫正系统，包括由LD半导体 激光器构成的信标光源1、调焦系统2、 一号反射镜3、分光镜4、 被测量人眼5、离焦补偿系统6、可变形反射镜7、 二号反射镜8、 口径匹配系统9、哈特曼传感器10、计算机ll、高压放大器12。本专利技术的人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置，设置在由信 标光源l、调焦系统2、离焦补偿系统6、根据哈特曼波前传感器IO 测量像差控制并引导变形反射镜对该像差进行矫正的光学自适应系 统组成的人眼波前像差测量及矫正系统中。(1) 调焦系统由扩束透镜Ll、准直透镜L2和精密电控平移台 组成，该系统可对人眼的离焦量进行预补偿。其中准直透镜L2固定 在平移台上的可移动端，并与计算机控制系统11相连，通过控制该 平移台对准直透镜进行调焦，进而实现调焦系统的调焦功能，使信标 光能准确的聚焦于被测量人眼5的视网膜处，提高人眼5像差的测量 精度。(2) 在分光镜4与可变形反射镜7之间加入离焦补偿系统6， 该系统由一望远系统和精密电控平移台构成。其中精密平移台设置在 望远系统的两透镜L3， L4之间，通过计算机ll控制，移动精密精密电控平移台，对被观察人眼的离焦量进行矫正。变形反射镜7仅对人 眼像差中除去离焦的其他像差进行矫正，使人眼像差的矫正效果更 好、精度更高。同时也大大降低了变形反射镜7矫正单元变形量的要 求，使波前校正器的设计、制造和加工更容易，制造成本降低。(3)在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人眼波前像差测量及矫正系统的补偿装置，设置在由信标光源（１）、调焦系统（２）、口径匹配系统（９）、离焦补偿系统（６）、根据哈特曼波前传感器（１０）测量像差控制并引导变形反射镜对该像差进行矫正的光学自适应系统组成的人眼波前像差测量及矫正系统中，其特征在于，所述调焦系统（２）由扩束透镜（Ｌ１）、准直透镜（Ｌ２）和精密电控平移台组成，其中准直透镜（Ｌ２）固定在精密电控平移台上的可移动端，并与计算机（１１）控制系统相连；所述离焦补偿系统（６）设置在分光镜（４）与可变形反射镜（７）之间，并由一望远系统和精密电控平移台构成，其中精密电控平移台设置在望远系统的两透镜（Ｌ３，Ｌ４）之间，并与计算机（１１）控制系统相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海明，杨雪，陈家璧，张培茗，曹亮，周颖，庄松林，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]