專利名稱：一種消像差視覺訓(xùn)練儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 實(shí)用新型涉及一種眼科成像控制視覺訓(xùn)練裝置，可在減少人眼像差的基礎(chǔ)上， 精確調(diào)控視網(wǎng)膜成像環(huán)境，達(dá)到輔助和促進(jìn)兒童視功能發(fā)育等訓(xùn)練效果。
背景技術(shù)：
實(shí)際工作中，光學(xué)系統(tǒng)所成的像與近軸光學(xué)所獲得的結(jié)果不同，有一定的偏離，這種偏離稱為像差。簡(jiǎn)單的說，像差是指成像不能準(zhǔn)確無誤地再現(xiàn)物體原形的現(xiàn)象。人眼作為一種光學(xué)成像裝置，目的是將眼前的物體聚焦在視網(wǎng)膜平面成像，而任何一個(gè)光學(xué)系統(tǒng) (包括人眼)，不可避免的存在一定程度的光學(xué)缺陷，像差的存在，限制著人眼的視覺成像質(zhì)量，使物體不能通過眼的光學(xué)系統(tǒng)完美的成像。目前傳統(tǒng)的視力矯正手段(如眼鏡或隱形眼鏡)，能校正部分視物不清問題，但受光學(xué)設(shè)計(jì)限制，無法有效控制和全面解決由于像差造成的不良影響。即使配戴度數(shù)準(zhǔn)確的框架眼鏡或隱形眼鏡，使眼睛屈光處于被矯正狀態(tài)，由于人眼高階像差的存在，視網(wǎng)膜成像質(zhì)量始終受到一定影響，矯正視力無法達(dá)到最佳狀態(tài)(1. 5或更高)?！白赃m應(yīng)光學(xué)技術(shù)”，是一種能夠?qū)崟r(shí)校正光學(xué)系統(tǒng)隨機(jī)誤差并使系統(tǒng)始終保持良好工作性能的新技術(shù)，它在眼科領(lǐng)域的應(yīng)用顯著提高了相應(yīng)檢測(cè)設(shè)備的分辨率，為從細(xì)胞水平上研究活體眼底結(jié)構(gòu)等提供了新的手段和工具。通過“自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)”，可以顯著提高視網(wǎng)膜成像分辨率，1994年，Liang等[1]首次采用Hartmarm-Shack像差感受器測(cè)量人眼屈光系統(tǒng)整體像差，并在實(shí)驗(yàn)室采用“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”，使受試者矯正視力輕易達(dá)到2. 0 水平。弱視，是指眼球沒有明顯器質(zhì)性病變，因功能性因素為主引起的矯正視力達(dá)不到正常。6歲以內(nèi)是人眼視功能發(fā)育的重要時(shí)期，如這個(gè)時(shí)期某種原因造成雙眼視物障礙，視細(xì)胞就得不到正常的刺激，就可能形成弱視。因此，人眼的光學(xué)成像缺陷引起的視物模糊， 會(huì)對(duì)眼球的正常生長(zhǎng)發(fā)育有很重要的影響。傳統(tǒng)的弱視治療方法，除了給患者配戴矯正眼鏡外，還可以使用各類視覺訓(xùn)練儀器；但不論是眼鏡還是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的視覺訓(xùn)練儀器，由于人們還未完全認(rèn)識(shí)到眼球的光學(xué)缺陷對(duì)眼球生長(zhǎng)的重要性，加上人眼像差的復(fù)雜性，均未充分考慮像差對(duì)視覺發(fā)育和訓(xùn)練的影響，進(jìn)而使得弱視治療效果受到了一定的限制，如何做到個(gè)性化矯正人眼像差，是視覺科學(xué)領(lǐng)域的一大難題。我們認(rèn)為，如果能夠在視覺訓(xùn)練儀器中使用“自適應(yīng)光線系統(tǒng)”，在減少人眼像差的基礎(chǔ)上進(jìn)行視覺訓(xùn)練，將提高刺激的精確度和有效度，加快弱視訓(xùn)練的效果。另外，Applegate等[2]發(fā)現(xiàn)，近視眼的像差隨著近視程度的加深而增加，高度近視眼的像差與正視眼和低度近視眼相比有顯著區(qū)別。He等[3]研究指出，近視眼組的像差較正視組大，提示像差在近視的發(fā)展中可能起到了重要作用。通過動(dòng)物近視模型的研究[4] 發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜周邊的信號(hào)可以直接影響眼球的生長(zhǎng)發(fā)育，周邊部成像質(zhì)量的下降，可能會(huì)導(dǎo)致近視的發(fā)生發(fā)展。因此，像差的校正，可能對(duì)少年兒童的視力發(fā)育和近視防治產(chǎn)生重要影響。研究表明，矯正像差后可以提高對(duì)比敏感度，減少眩光、重影等現(xiàn)象，真正地提高視覺質(zhì)量，達(dá)到清晰成像的目的。因此，像差的矯正對(duì)兒童視覺發(fā)育、預(yù)防近視方面可以起到積極作用。[1]Liang J, Williams DR. Aberration and retinal image quality of the normal human eye[J], J Opt Soc AM M，1997，14(11) :2873 2883.[2]Applegate R. Monochromatic wavefront aberrations in myopia. Non-Invasive Assessment of Visual System, vol. 1991,1, OSA Technical Digest Series. Washington, DC :0ptical Society of America,1991 :234_237.[3]He J C, Sun P, Held R, et al. Wavefront aberrations in eyes of emmetropic and moderately myopic school children and young adults. Vision Res, 2002，42(8) 1063-1070.[4]WalIman, J. and J. Winawer, et al. " Homeostasis of eye growth and the question of myopia. " Neuron 43(4) :447_68。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，建立一個(gè)結(jié)合“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”的訓(xùn)練裝置，能根據(jù)不同人眼睛的像差信息，調(diào)整“可變形鏡面”來校正人眼像差； 在減少人眼像差的基礎(chǔ)上針對(duì)人眼視網(wǎng)膜進(jìn)行刺激訓(xùn)練；提供一種個(gè)性化消減像差，提高人眼成像質(zhì)量，提供精確視網(wǎng)膜刺激的消像差視覺訓(xùn)練儀。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取了以下的技術(shù)方案一種消像差視覺訓(xùn)練儀，包括設(shè)置在近人眼端的頭部固定裝置上的帶可變形鏡面的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，所述可變形鏡面正上方設(shè)有刺激信號(hào)提供源，所述刺激信號(hào)提供源為菱形組合LED屏，所述可變形鏡面處于接受所述菱形組合LED屏發(fā)出的光波并轉(zhuǎn)化為已校正像差光波投射到人眼形成清晰物象的光路位置上。本實(shí)用新型在視覺訓(xùn)練儀引入“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”，利用“可變形鏡面(Deformable Mirror, DM) ”對(duì)人眼像差進(jìn)行個(gè)性化矯正(需要通過像差儀測(cè)量個(gè)體像差)，根據(jù)個(gè)體差異消除眼睛存在的大部分光學(xué)缺陷；在這一基礎(chǔ)上，調(diào)控訓(xùn)練儀對(duì)人眼視網(wǎng)膜的產(chǎn)生精確刺激，達(dá)到個(gè)性化訓(xùn)練視覺功能、促進(jìn)視網(wǎng)膜功能發(fā)育、弱視治療、預(yù)防近視效果。使用者(被訓(xùn)練方)實(shí)際是通過“可變形鏡面”來注視來自視覺訓(xùn)練儀上端的刺激信號(hào)，而經(jīng)過“可變形鏡面”反射后產(chǎn)生的入眼光線實(shí)際上已經(jīng)具有消減像差后的效果， 這樣從刺激信號(hào)提供源發(fā)出的光學(xué)刺激就可以更加準(zhǔn)確的到達(dá)視網(wǎng)膜平面，為促進(jìn)人眼發(fā)育、治療弱視、預(yù)防近視起到輔助效果。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)首次在視覺訓(xùn)練儀上采用“自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化消減人眼像差，在人眼視網(wǎng)膜形成統(tǒng)一的、精確的成像平面，完成人眼視網(wǎng)膜真正意義的光學(xué)聚焦；在這一基礎(chǔ)上，開展對(duì)人眼視網(wǎng)膜精確刺激，達(dá)到輔助眼球發(fā)育(矯正弱視)，促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)信號(hào)傳遞(預(yù)防近視)的功能。

圖1為本實(shí)用新型消像差視覺訓(xùn)練儀結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明1_菱形組合LED屏，2-光波，3-可變形鏡面，4-已校正像差光波，10-自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1所示，一種消像差視覺訓(xùn)練儀，包括帶可變形鏡面3的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng) 10，其設(shè)置在近人眼端的頭部固定裝置上，可變形鏡面3正上方設(shè)有刺激信號(hào)提供源，刺激信號(hào)提供源為菱形組合LED屏1，可變形鏡面3處于接受菱形組合LED屏1發(fā)出的光波2并轉(zhuǎn)化為已校正像差光波4投射到人眼形成清晰物象的光路位置上。在圖1中，刺激信號(hào)提供源菱形組合LED屏1發(fā)出圖像光波2，經(jīng)過可變形鏡面3 時(shí)，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)10首先檢測(cè)像差情況，然后通過可變形鏡面3對(duì)光波實(shí)時(shí)進(jìn)行矯正，在可變形鏡面3后安裝有促動(dòng)器，可以改變局部的反射，將像差修正回來，即圖像光波2已被參照個(gè)體測(cè)量像差值作相應(yīng)調(diào)整的可變形鏡面進(jìn)行矯正像差處理，當(dāng)該已矯正像差光波4 經(jīng)過眼睛的光學(xué)系統(tǒng)后，就可以形成完美光波，進(jìn)而形成清晰物象5。本實(shí)施例通過搭建一個(gè)結(jié)合“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”的視覺訓(xùn)練儀，視覺訓(xùn)練儀的下端 (近人眼端)由頭部固定裝置(如額托等)、“帶可變形鏡面的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”組成；視覺訓(xùn)練儀上端為刺激信號(hào)提供源(本實(shí)施例中為菱形組合LED屏1)。視覺訓(xùn)練儀內(nèi)部的“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”通過“可變形鏡面”對(duì)人眼的像差信息進(jìn)行個(gè)體化調(diào)整，消減人眼像差；在此基礎(chǔ)上，訓(xùn)練儀的刺激信號(hào)提供源對(duì)消減像差后的人眼視網(wǎng)膜進(jìn)行刺激訓(xùn)練。在消減個(gè)體像差形成完美成像后，本實(shí)施例的訓(xùn)練儀可以調(diào)控刺激信號(hào)提供源， 有效提高訓(xùn)練的強(qiáng)度和精確度。本實(shí)施例的訓(xùn)練過程如下1.測(cè)量人眼像差2.將該數(shù)據(jù)導(dǎo)入訓(xùn)練儀內(nèi)部的“自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)”.3.系統(tǒng)根據(jù)人眼像差對(duì)“可變形鏡面”進(jìn)行調(diào)校。4.訓(xùn)練儀內(nèi)部的訓(xùn)練信號(hào)提供源⑴發(fā)出訓(xùn)練訊號(hào)(普通光波)⑵。5.該光波投射到“可變形鏡面”(3)時(shí)，該鏡面對(duì)該光波進(jìn)行調(diào)校，使之對(duì)應(yīng)人眼像差。6.被調(diào)校后的“消像差”光波(4)投射入人眼，在人眼視網(wǎng)膜平面形成一個(gè)“已消減像差”的完美成像平面(5)。7.從訓(xùn)練信號(hào)提供源發(fā)出的信號(hào)由此可精確到達(dá)人眼視網(wǎng)膜平面。本實(shí)施例中可變形鏡面3與水平面的設(shè)置角度根據(jù)實(shí)際情況而定，在最簡(jiǎn)單的光路設(shè)計(jì)中，比如本實(shí)施例中可變形鏡面3與入射光和反射光均呈45度角。上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1. 一種消像差視覺訓(xùn)練儀，其特征在于包括設(shè)置在近人眼端的頭部固定裝置上的帶可變形鏡面(3)的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)(10)，所述可變形鏡面(3)正上方設(shè)有刺激信號(hào)提供源， 所述刺激信號(hào)提供源為菱形組合LED屏(1)，所述可變形鏡面(3)處于接受所述菱形組合 LED屏(1)發(fā)出的光波(2)并轉(zhuǎn)化為已校正像差光波(4)投射到人眼形成清晰物象的光路位置上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種消像差視覺訓(xùn)練儀，包括設(shè)置在近人眼端的頭部固定裝置上的帶可變形鏡面的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，所述可變形鏡面正上方設(shè)有刺激信號(hào)提供源，所述刺激信號(hào)提供源為菱形組合LED屏，所述可變形鏡面處于接受所述菱形組合LED屏發(fā)出的光波并轉(zhuǎn)化為已校正像差光波投射到人眼形成清晰物象的光路位置上。首次在視覺訓(xùn)練儀上采用“自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化消減人眼像差，在人眼視網(wǎng)膜形成統(tǒng)一的、精確的成像平面，完成人眼視網(wǎng)膜真正意義的光學(xué)聚焦；在這一基礎(chǔ)上，開展對(duì)人眼視網(wǎng)膜精確刺激，達(dá)到輔助眼球發(fā)育(矯正弱視)，促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)信號(hào)傳遞(預(yù)防近視)的功能。
文檔編號(hào)A61H5/00GK201978117SQ201120031479
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者樂美華, 陳翔 申請(qǐng)人:中山大學(xué)中山眼科中心