專利名稱：自動(dòng)激光電腦驗(yàn)光儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型自動(dòng)激光電腦驗(yàn)光儀(Computer Based Automatic Laser Optometer)涉及一種以激光作為光源的自動(dòng)檢驗(yàn)人眼屈光度的儀器，特別是涉及一種以屈光度不正患者自身的視覺經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的即以主觀方式進(jìn)行驗(yàn)光的儀器，屬于眼科光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。已有的檢驗(yàn)人眼屈光度不正的儀器主要有以下三類已有技術(shù)中傳統(tǒng)的驗(yàn)光儀器是插片式驗(yàn)光儀。該儀器是一副特制的眼鏡框架，驗(yàn)光時(shí)將儀器放置在患者眼前，依次將不同屈光度的標(biāo)準(zhǔn)鏡片插入框架，患者通過試驗(yàn)鏡片觀察視標(biāo)，主觀判斷觀察視標(biāo)時(shí)的清晰程度來驗(yàn)光。由于驗(yàn)光過程緩慢，人眼自適應(yīng)性的影響不易排除，反復(fù)換鏡片試驗(yàn)會(huì)使患者眼睛疲勞造成主觀判斷失誤，驗(yàn)光過程靠手工操作容易發(fā)生差錯(cuò)。
已有技術(shù)中比較先進(jìn)的一類驗(yàn)光儀器是電腦驗(yàn)光儀。該儀器是客觀式驗(yàn)光儀器，由驗(yàn)光師操作儀器上的控制手柄同時(shí)觀察熒屏中患者眼睛的圖像，使熒光屏上顯示的圓環(huán)套準(zhǔn)被測眼球反射出來的圓點(diǎn)，驗(yàn)光師觀察熒光屏同時(shí)操縱手柄使機(jī)臺上下、前后和左右移動(dòng)來進(jìn)行調(diào)整及測定。例如有一種儀器左右板動(dòng)手柄來調(diào)焦、前后板動(dòng)手柄來調(diào)整眼睛中心位置，旋轉(zhuǎn)手柄來調(diào)節(jié)高度，手工調(diào)節(jié)好以后，按下手柄頂上的按鈕進(jìn)行自動(dòng)測定。驗(yàn)光時(shí)由于受患者頭部和眼球的顫動(dòng)和驗(yàn)光師操縱手柄不穩(wěn)的影響，光線經(jīng)人眼反射顯示在熒光屏上的小圓點(diǎn)會(huì)來回跳動(dòng)，使測試發(fā)生困難。實(shí)際使用證實(shí)，該類儀器測定的精度比較差，初步驗(yàn)光以后仍需要用插片式驗(yàn)光儀或由患者觀察儀器內(nèi)所附的視標(biāo)來作主觀校驗(yàn)。
已有技術(shù)中另一類現(xiàn)代化驗(yàn)光儀器是激光散斑電腦驗(yàn)光儀。這是一種主觀式驗(yàn)光儀。利用激光散斑進(jìn)行驗(yàn)光，驗(yàn)光時(shí)要求患者通過鏡頭觀察散斑點(diǎn)的移動(dòng)情況來測定屈光度。其主要缺點(diǎn)是患者對驗(yàn)光方法和要求不易理解。長時(shí)間注視散斑使眼睛過于疲勞，因而造成驗(yàn)光精度降低，效率也較低，同時(shí)該類儀器體積大而笨重。
本實(shí)用新型自動(dòng)激光電腦驗(yàn)光儀(以下簡稱驗(yàn)光儀)的目的是提供一種以患者主觀視覺為基礎(chǔ)的快速測定人眼屈光度的主觀式驗(yàn)光儀。該驗(yàn)光儀以氦一氖激光器作為光源，計(jì)算機(jī)控制，數(shù)字顯示測試結(jié)果，微型打印機(jī)自動(dòng)打印輸出測試數(shù)據(jù)。其特征是應(yīng)用激光和全息雙頻光柵的特性，通過光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)干涉條紋錯(cuò)動(dòng)，取代已有技術(shù)中觀察散斑點(diǎn)移動(dòng)的驗(yàn)光方式，驗(yàn)光可以快速、重復(fù)進(jìn)行。由于驗(yàn)光速度快能減少患者眼睛自適應(yīng)性對驗(yàn)光準(zhǔn)確度的影響，驗(yàn)光操作簡便，患者只需要在觀察條紋的同時(shí)調(diào)整一個(gè)旋鈕使錯(cuò)開的條紋對齊，即可進(jìn)行測定，從而避免了已有技術(shù)中前后左右板動(dòng)和旋轉(zhuǎn)控制手柄的復(fù)雜操作，不受眼球和頭部顫動(dòng)對測試造成的不利影響。驗(yàn)光調(diào)焦過程是通過患者觀察條紋并使錯(cuò)開的條紋對齊來實(shí)施的，驗(yàn)光操作方法易于為患者理解和實(shí)施。
驗(yàn)光儀的原理和結(jié)構(gòu)特征說明如下


圖1是驗(yàn)光儀的外觀圖，從圖可以看出驗(yàn)光儀分成主機(jī)(100)和機(jī)架(200)兩部分。
從外觀上看主機(jī)(100)由機(jī)座(101)、散熱窗(102)、數(shù)字顯示器(103)、機(jī)殼(104)、上蓋(105)、手輪a(106)、手輪b(107)、前蓋(108)、托架(109)、控制鍵盤(110)和指示燈(111)組成。
機(jī)架(200)由底座(201)、立柱(202)、臺板(203)和腳輪(204)組成。
下面詳細(xì)說明其內(nèi)部構(gòu)造和特征。
主機(jī)(100)上部機(jī)殼(104)內(nèi)是光學(xué)一機(jī)械系統(tǒng)(300)的主要部份。主機(jī)(100)下部機(jī)座(101)內(nèi)裝電子電路板(400)。(圖2)光學(xué)系統(tǒng)(圖3)由氦氖激光器(310)、直角棱鏡a(302)、擴(kuò)束鏡(303)、直角棱鏡b(304)、全息雙頻光柵(305)、標(biāo)志線板(306)、毛玻璃(307)、直角棱鏡c(308)、分像器(309a，b)、物鏡組(310)、目鏡組(311)、倒像棱鏡(312)、防護(hù)玻璃(313)、出瞳光闌(314)和被測眼睛(315)組成。
氦－氖激光器(301)發(fā)出的激光束通過直角棱鏡a(302)后轉(zhuǎn)向180°射入擴(kuò)束鏡(303)，激光束被擴(kuò)束鏡(303)展寬再進(jìn)入直角棱鏡b(304)光束被轉(zhuǎn)向90°，從直角棱鏡b(304)射出的光束通過全息雙頻光柵(305)后發(fā)生干涉，標(biāo)志線板(306)上有雙十字形(＋＋)標(biāo)志，相干光束和雙十字形標(biāo)志均成像在毛玻璃(307)上。通過毛玻璃的光線再進(jìn)入直角棱鏡c(308)轉(zhuǎn)向90°，進(jìn)入分像器。該分像器由兩塊玻璃元件組成，其中一塊是倒像棱鏡a(Dove prism)(309a)，光線通過倒像棱鏡后像顛倒。與倒像棱鏡a(309a)平行放置的是一塊矩形六面體玻璃塊(309b)，光線通過矩形六面體玻璃塊(309b)后像保持原來方向不變。毛玻璃(307)上形成的干涉條紋和雙十字形標(biāo)志像被分像器(390a，b)分成兩個(gè)像，一個(gè)倒，另一個(gè)正，各占視場一半，未調(diào)焦前觀察者通過出瞳光闌(314)、防護(hù)玻璃(313)、倒像棱鏡b(312)、目鏡組(311)和物鏡組(310)看到的像中的標(biāo)志線是錯(cuò)開的“?！弊中?，條紋也是錯(cuò)開的(圖3a)或模糊的光斑。調(diào)焦后標(biāo)志線變清晰，標(biāo)志線成為對齊的“＃”字形，干涉條紋也對齊(圖3b)。物鏡組和分像器固定連結(jié)在一起，可以沿光軸(316)平移。由患者調(diào)節(jié)物鏡組(310)和目鏡組(311)之間的相對距離，使條紋和“＃”字形標(biāo)志對齊來調(diào)焦，用電容傳感器檢測物鏡組和分像器的位移量，由計(jì)算機(jī)換算成屈光度值，自動(dòng)顯示和打印輸出。
驗(yàn)光儀的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)和特征如圖2a所示。分像器(309a，b)固定在墊塊(345)上，墊塊固定在滑筒(344)內(nèi)，滑筒下方連接齒條(346)，齒條與齒桿(348)嚙合，齒桿裝在齒桿套(338)內(nèi)，齒桿(348)可以在齒桿套(338)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒桿(348)兩頭與連接桿(337)用銷釘(349)相連，連接桿(337)端部有手輪a(106)，調(diào)焦時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪a(106)通過連接桿(337)帶動(dòng)齒桿(348)轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒條(346)平行移動(dòng)，齒條再帶動(dòng)滑筒(344)、墊塊(345)和分像器(309a，b)沿光軸(316)方向平移，滑筒(344)外圓柱面上方的平面(305)與裝在小軸(342)上的滾珠軸承(341)的外圓(341a)接觸。兩者可以相對滑動(dòng)?；驳囊粋?cè)固定有電容式傳感器(339)(參看圖2b)，調(diào)焦時(shí)物鏡組(310)和滑筒(344)平移(分像器(309a，b)和物鏡310也同時(shí)移動(dòng))，因定在滑筒上的傳感器(339)上容柵發(fā)生變化，變化的信號經(jīng)電子電路(400)處理后轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號顯示在顯示器(110)上，需要時(shí)顯示的數(shù)據(jù)可以通過微型打印機(jī)打印輸出。電子電路(400)、顯示器(110)和微型打印機(jī)是購買的成品。
圖2b所示一部分裝置除了用于測定球面屈光不正外還可用于測定柱面屈光不正。該裝置由目鏡筒(355)、倒像器外殼(356)、目鏡組(311)、倒像器b(312)、防護(hù)玻璃(313)、出瞳光闌(314)(兼作目鏡罩)、小斜齒輪(351)、大斜齒輪(352)、小斜齒輪兩端的手輪b(107)、接觸片a(353)和接觸片b(354)組成。其特征是固定在目鏡筒(355)上的大斜齒輪(352)與小斜齒輪(351)正交嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪b(107)時(shí)，小斜齒輪(351)帶動(dòng)大斜齒輪(352)使目鏡筒(355)、目鏡組(311)和倒像器b(312)繞光軸(316)旋轉(zhuǎn)。接觸片a(353)固定在圓盤上，圓盤固定在目鏡筒(355)上，隨目鏡筒而轉(zhuǎn)動(dòng)，另一片接觸片b(354)固定在支座(357)上，靠這兩片接觸片相互接觸位置的差異來檢測目鏡筒(355)的旋轉(zhuǎn)角度。每次需要測定柱面屈光不正時(shí)用手輪b(107)操作使目鏡筒(355)依次轉(zhuǎn)到三個(gè)預(yù)定的角度，轉(zhuǎn)角分別為0°，60°，120°，指示燈(111)以三種不同的顏色顯示，分別代表三個(gè)角度，最后按已知公式計(jì)算柱面屈光不正。在實(shí)際的驗(yàn)光儀中計(jì)算、顯示和打印輸出過程均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。
驗(yàn)光儀的托架(109)用來支承下頷和前額，其位置可以按需要調(diào)節(jié)，使患者頭部和眼睛在測定屈光度過程中固定不動(dòng)，其結(jié)構(gòu)和已有技術(shù)類似。
驗(yàn)光儀的底座(200)內(nèi)部有激光器(301)靠固定架(351)安裝到固定座(354)上，直角棱鏡a(302)用棱鏡座a(352)安裝到固定座(354)上，直角棱鏡b(304)裝在支座(356)上，全息雙頻光柵(305)裝在雙頻光柵座(355)上，標(biāo)志線板(306)裝在標(biāo)志線板座(357)上，毛玻璃(307)裝在毛玻璃支架(358)上，固定座(354)、支座(356)和毛玻璃支架(358)全部裝在底板(359)上，底座(201)上有底座罩(360)。毛玻璃(307)的特征是能繞毛玻璃支架(358)的軸(361)旋轉(zhuǎn)。(圖4)
權(quán)利要求1.由氦氖激光器、直角棱鏡a、擴(kuò)束鏡、直角棱鏡b、全息雙頻光柵、標(biāo)志線板、毛玻璃、直角棱鏡c、分像器、物鏡組、目鏡組、倒像棱鏡、防護(hù)玻璃、出瞳光闌和被測眼睛組成的自動(dòng)激光電腦驗(yàn)光儀光學(xué)系統(tǒng)，其特征是直角棱鏡a和直角棱鏡b之間有擴(kuò)束鏡，按光路排列直角棱鏡b之后有全息頻光柵，全息雙頻光柵之后有標(biāo)志線板，標(biāo)志線板之后有毛玻璃，毛玻璃之后有分像器，物鏡組和分像器固定裝配在一起，可以沿光軸平移，物鏡組和目鏡組之間的相對距離是可以調(diào)節(jié)的；目鏡組之后有倒像棱鏡，倒像棱鏡之后有防護(hù)玻璃和出瞳光闌。
2.按權(quán)利要求1所述的驗(yàn)光儀光學(xué)系統(tǒng)其特征是分像器由兩塊平行放置的玻璃元件組成，其中一塊是倒像棱鏡，另一塊是矩形六面體玻璃塊。
3.按權(quán)利要求1所述的驗(yàn)光儀光學(xué)系統(tǒng)，其特征是標(biāo)志線板上的圖形是雙十字形。
4.按權(quán)利要求1所述的驗(yàn)光儀的光學(xué)系統(tǒng)，其特征是毛玻璃裝在支架上，工作時(shí)毛玻璃繞自身的軸旋轉(zhuǎn)。
5.由目鏡筒、倒像器外殼、目鏡組、倒像器b、防護(hù)玻璃、出瞳光闌、小斜齒輪、大斜齒輪、小斜齒輪兩端的手輪b、接觸片a和接觸片b組成的驗(yàn)光儀部件，其特征是手輪b固定在小斜齒輪兩端，小斜齒輪與固定在目鏡筒上的大斜齒輪正交嚙合，大斜齒輪與目鏡筒、目鏡組和倒像器b共軸安裝并且能繞光軸旋轉(zhuǎn)；接觸片a固定在目鏡筒上，隨目鏡筒轉(zhuǎn)動(dòng)，另一片接觸片b固定在支座上，兩片接觸片相互接觸位置與目鏡筒的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)；手輪b與目鏡筒旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相聯(lián)接，目鏡筒有三個(gè)預(yù)定的轉(zhuǎn)角，三種不同顏色的指示轉(zhuǎn)角的指示燈電路分別與該轉(zhuǎn)角相聯(lián)接，也可以用其他類似的方式顯示轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)的電路輸入計(jì)算機(jī)處理。
專利摘要本實(shí)用新型自動(dòng)激光電腦驗(yàn)光儀用氦-氖激光器作光源，以患者主觀視覺為基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)光。其特征是應(yīng)用激光和全息雙頻光柵特性，通過光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)干涉條紋錯(cuò)動(dòng)，取代已有技術(shù)中觀察散斑點(diǎn)移動(dòng)的主觀驗(yàn)光方式。驗(yàn)光可以快速重復(fù)進(jìn)行，患者眼睛自適應(yīng)性對驗(yàn)光精度的影響減到最小。儀器操作簡便，患者只需要在通過光學(xué)系統(tǒng)觀察“”字形標(biāo)志線和條紋的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕調(diào)焦使錯(cuò)開的標(biāo)志線和條紋對齊。
文檔編號A61B3/00GK2048345SQ88219318
公開日1989年11月29日 申請日期1988年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月4日
發(fā)明者徐兵, 劉宏 申請人:南京光學(xué)測繪儀器廠