一种眼科测量光学系统的制作方法

1.本发明涉及眼科光学检测设备，尤其涉及一种眼科测量光学系统。


背景技术：

2.角膜顶点曲率是人眼重要的光学参数。测量角膜顶点曲率对于圆锥角膜、lasik(准分子激光手术)、白内障手术及青少年近视防控等都具有重要的参考意义。现有产品或仪器中也含有角膜顶点曲率测量技术，如角膜曲率仪、角膜地形图仪、眼科光学生物测量仪等。但不同仪器所用的原理不尽相同。比如角膜地形图仪，是利用了placido's disk(普拉西多氏盘)的原理，能够测量角膜较大区域的曲率分布。而眼科光学生物测量仪能够提供角膜顶点曲率，参见中国专利文献cn101596096a和cn111557637a；通过接目物镜外周分布的多个发光光源出光，经角膜反光后被摄像光路接收。通过测量多个光源像的相对位置随待测眼角膜曲率的变化，从而导出角膜顶点曲率。该角膜顶点曲率测量技术，相对placido's disk的原理的角膜曲率地形图测量技术，具有测量数据点少，速度快，结构简单等优势。
3.现有的角膜顶点曲率测量方案，通过接目物镜外周分布多个发光光源，并获取这些发光光源的角膜反光像，从而获得角膜中央曲率。该技术往往要求所述发光光源经角膜反射，所对应的反射点与角膜顶点的距离较小，该距离通常小等于3mm或者2mm，甚至小等于1mm。但对于数值孔径大的接目物镜，其口径大，工作距离短。若所述多个发光光源分布于接目物镜外围时，其发光经角膜反射的光束很难被接目物镜后方(接目物镜相对于待测眼另一侧，称为“后方”)的摄像系统接收。或者角膜反射的光束能被接目物镜后方的摄像系统接收，但角膜上的光束反射点往往距离角膜顶点较远，超过1mm，甚至超过2mm或者3mm。此时即使摄像系统获得了角膜反射的多个发光光源像，但由于角膜上的光束反射点距离角膜顶点较远，其推算获得的角膜顶点曲率的数据往往不可靠。
4.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提出一种眼科测量光学系统，提高角膜曲率的测量精度。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明公开了一种眼科测量光学系统，用于测量受测人眼角膜顶点曲率，包括接目物镜、成像镜、摄像装置和发光光源组件，其中所述发光光源组件、所述成像镜和所述摄像装置分别依次地设置于所述接目物镜远离所述受测人眼的一侧，所述发光光源组件包括多个发光光源，多个所述发光光源发出的光透射所述接目物镜后入射到所述受测人眼，并经所述受测人眼的角膜反射后，再次经过所述接目物镜，并透射所述成像镜后被所述摄像装置接收。
8.优选地，所述发光光源组件还包括多个聚光镜，多个所述聚光镜与多个所述发光光源一一对应，以使得各个所述发光光源发出的光在透射所述接目物镜之前先分别通过相应所述聚光镜聚光。
9.优选地，所述眼科测量光学系统还包括光阑，所述光阑位于所述接目物镜与所述成像镜之间，多个所述发光光源发出的光透射所述接目物镜后入射到所述受测人眼，并经所述受测人眼的角膜反射后，再次经过所述接目物镜后先穿过所述光阑再透射所述成像镜。
10.优选地，多个所述发光光源以及相应聚光镜沿所述光阑的圆周方向进行布置。可以有效地避开成像光路。
11.优选地，所述光阑处于所述接目物镜的像方焦平面。采用物方远心光路原理，其中所述待测眼的虹膜处于所述接目物镜的物方焦平面，此时受测人眼若沿光轴前后偏离所需的工作位置，对于多个发光光源的像的位置仍然不发生变化，有利于计算的简便化，并提高测量精度。
12.优选地，所述光阑处于所述成像镜的物方焦平面，所述摄像装置处于所述成像镜的像方焦平面。在同时采用物方远心光路原理及像方远心光路原理的方案中，受测人眼及摄像装置略微偏离设定的工作位置均不会影响多个发光光源的像的位置的测量，进一步提高测量精度。
13.优选地，多个所述发光光源的数量大于或等于3。
14.优选地，多个所述发光光源以及相应聚光镜沿所述光阑的圆周方向等距排列。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的眼科测量光学系统，可以非常简便地实现人眼角膜顶点曲率测量，尤其针对工作距离短，但接目物镜口径大的眼科测量设备。本发明中，多个发光光源处于接目物镜的后方，发光光源出光经角膜反射，角膜上的光束反射点与角膜顶点的距离，不会受接目物镜数值孔径增大的影响；此时易实现角膜上的光束反射点与角膜顶点的距离小于或等于3mm或者2mm，甚至小于或等于1mm。因此，即使眼科测量设备的接目物镜数值孔径较大，比如彩色眼底照相机系统等，本方案也依然能够解决数值孔径大的接目物镜的眼科测量光学系统无法测量人眼角膜顶点曲率的问题。
附图说明
16.图1是本发明优选实施例的眼科测量光学系统的光路图；
17.图2是多个发光光源与光阑的排布示意图；
18.图3是现有技术的眼科测量光学系统的光路图；
19.图4是现有技术多个发光光源与接目物镜的排布示意图；
20.图5是图3中的眼科测量光学系统的原理示意图。
具体实施方式
21.以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可
以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
23.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.如图1所示，本发明优选实施例公开了一种眼科测量光学系统，用于测量受测人眼角膜顶点曲率，包括接目物镜101、光阑102、成像镜103、摄像装置104、多个发光光源和多个聚光镜，其中，光阑102和多个聚光镜分别设置于接目物镜101和多个发光光源之间，成像镜103和摄像装置104依次设置于多个发光光源的后方(本发明中将远离于待测眼的方向称为“后方”)。
26.其中，分布于接目物镜101后方的多个发光光源(包含发光光源2011～2016)出光经聚光镜(包含聚光镜2021-2026)后，透射接目物镜101，入射受测人眼e，经受测人眼角膜ec反射后，反射光返回，经接目物镜101，穿过开孔光阑102，透射成像镜103后被摄像装置104接收。
27.在优选的实施例中，采用物方远心光路原理，使得待测眼虹膜ei处于接目物镜101物方焦平面，而光阑102处于接目物镜101像方焦平面。此时，受测人眼e若沿光轴l1前后偏离所需的工作位置，对于多个发光光源的像的位置不发生变化。这样更进一步地有利于计算的简便化，并提高测量精度。
28.在一些实施例中，如果不采用物方远心光路原理，此时待测眼e沿光轴l1前后移动时，多个发光光源的像的位置会发生变化。系统需精确获得待测眼角膜位置后，才能校正多个发光光源的像的位置的变化，继而算出角膜顶点曲率。故相对于物方远心方案，不采用物方远心光路原理的方案不仅系统复杂(需引入角膜顶点测距)，并且计算复杂，容易引入误差，降低角膜顶点曲率测量精度。
29.在进一步更优选的实施例中，成像光路亦采用远心光路原理，即采用双远心成像光路原理；此时待测眼虹膜ei处于接目物镜101物方焦平面，而光阑102处于接目物镜101像方焦平面；并且光阑102处于成像镜103的物方焦平面，而摄像装置104处于成像镜103的像方焦平面。在本实施例中，受测人眼e及摄像装置104略微偏离设定的工作位置均不会影响多个发光光源的像的位置的测量。
30.在本发明中，多个发光光源(包含发光光源2011～2016)处于接目物镜101后方，发光光源(包含发光光源2011～2016)出光经角膜反射，角膜上的光束反射点f2011与角膜顶点ec0的距离h，不会受接目物镜101数值孔径增大的影响；此时易实现角膜上的光束反射点f2011与角膜顶点的距离h小等于3mm或者2mm，甚至小等于1mm。
31.如图2所示，是多个发光光源(包含发光光源2011～2016)与光阑102的相对位置分布；其中多个发光光源(包含发光光源2011～2016)布置于接目物镜101后方，另外为了有效
的避开成像光路，故多个发光光源(包含发光光源2011～2016)更优选地是分布于光阑102外周。在进一步的实施例中，多个发光光源的数量取≥3个，本实施例中示意取6个发光光源2011-2016。光路中的镜片只是示意，比如接目物镜101及成像镜103等，其均可以是单片镜，或者组合镜片的形式。
32.如图3和图4所示，是现有技术的眼科测量光学系统的结构图，图中所示包含待测眼e、待测眼虹膜ei、待测眼角膜ec、待测眼角膜顶点ec0、接目物镜y101、摄像系统y10、主光轴yl1、多个发光光源y2011-y2016、角膜上的光束反射点yf2011、角膜上的光束反射点yf2011与角膜顶点的距离h；其中，接目物镜y101外周分布多个发光光源y2011-y2016，多个发光光源y2011-y2016发光经角膜ec反射，反射光束经接目物镜y101后，被摄像系统y10接收，从而获得多个发光光源y2011-y2016的像。其中角膜上的光束反射点yf2011与角膜顶点的距离h往往要求不能太大通常小于等于3mm或者2mm，甚至小于等于1mm。由于角膜形态曲率变化，多个发光光源y2011-y2016的像的相对位置也会跟着变化。通过多个发光光源y2011-y2016的像，便能够导出角膜顶点曲率。
33.其中多个发光光源y2011-y2016相对接目物镜y101的位置分布如图4所示，多个发光光源y2011-y2016分布于接目物镜y101圆周外。当接目物镜y101的数值孔径增大，其相对的口径增大，工作距离变小；此时多个发光光源y2011-y2016经角膜ec反射时，若反射光束能经过接目物镜y101被摄像系统y10接收，此时角膜上的光束反射点yf2011与角膜顶点的距离h2往往较大，此时测量的角膜顶点曲率不够准确；或者角膜上的光束反射点yf2011与角膜顶点的距离h较小时，反射光束无法被接目物镜y101后方的摄像系统y10接收，如图5所示。
34.通过上述对比，现有技术中，对于大数值孔径接目物镜，测量的角膜顶点曲率不够准确，且当角膜上的光束反射点与角膜顶点的距离较小时，反射光束无法被接目物镜后方的摄像系统接收；而本发明优选实施例提供了大数值孔径接目物镜测量角膜顶点曲率，并进一步结合远心测量技术，提高了角膜曲率测量精度。
35.此外需要说明的是，本发明优选实施例提出的眼科测量光学系统同样适用于小数值孔径接目物镜，适用性广。
36.本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
37.以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况
下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

技术特征：
1.一种眼科测量光学系统，用于测量受测人眼角膜顶点曲率，其特征在于，包括接目物镜、成像镜、摄像装置和发光光源组件，其中所述发光光源组件、所述成像镜和所述摄像装置分别依次地设置于所述接目物镜远离所述受测人眼的一侧，所述发光光源组件包括多个发光光源，多个所述发光光源发出的光透射所述接目物镜后入射到所述受测人眼，并经所述受测人眼的角膜反射后，再次经过所述接目物镜，并透射所述成像镜后被所述摄像装置接收。2.根据权利要求1所述的眼科测量光学系统，其特征在于，所述发光光源组件还包括多个聚光镜，多个所述聚光镜与多个所述发光光源一一对应，以使得各个所述发光光源发出的光在透射所述接目物镜之前先分别通过相应所述聚光镜聚光。3.根据权利要求2所述的眼科测量光学系统，其特征在于，还包括光阑，所述光阑位于所述接目物镜与所述成像镜之间，多个所述发光光源发出的光透射所述接目物镜后入射到所述受测人眼，并经所述受测人眼的角膜反射后，再次经过所述接目物镜后先穿过所述光阑再透射所述成像镜。4.根据权利要求3所述的眼科测量光学系统，其特征在于，多个所述发光光源以及相应聚光镜沿所述光阑的圆周方向进行布置。5.根据权利要求3所述的眼科测量光学系统，其特征在于，所述光阑处于所述接目物镜的像方焦平面。6.根据权利要求3至5任一项所述的眼科测量光学系统，其特征在于，所述光阑处于所述成像镜的物方焦平面，所述摄像装置处于所述成像镜的像方焦平面。7.根据权利要求1所述的眼科测量光学系统，其特征在于，所述发光光源的数量大于或等于3。8.根据权利要求4所述的眼科测量光学系统，其特征在于，多个所述发光光源以及相应聚光镜沿所述光阑的圆周方向等距排列。

技术总结
本发明公开了一种眼科测量光学系统，用于测量受测人眼角膜顶点曲率，包括接目物镜、成像镜、摄像装置和发光光源组件，其中所述发光光源组件、所述成像镜和所述摄像装置分别依次地设置于所述接目物镜远离所述受测人眼的一侧，所述发光光源组件包括多个发光光源，多个所述发光光源发出的光透射所述接目物镜后入射到所述受测人眼，并经所述受测人眼的角膜反射后，再次经过所述接目物镜，并透射所述成像镜后被所述摄像装置接收。本发明提出的眼科测量光学系统，提高了角膜曲率的测量精度。提高了角膜曲率的测量精度。提高了角膜曲率的测量精度。


技术研发人员：蔡守东 吴蕾 郭曙光
受保护的技术使用者：深圳莫廷医疗科技有限公司
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/3/8