本發(fā)明涉及臨床眼科技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

普通的眼科裝置如驗光儀和眼底相機(jī)對人眼進(jìn)行檢查時，檢查人員通過觀察屏幕上的圖像的清晰度來判斷對準(zhǔn)是否準(zhǔn)確，且此過程耗時較長并且存在一定的主觀性，導(dǎo)致對準(zhǔn)不準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致一系列檢查誤差。

現(xiàn)有專利技術(shù)CN02122186:提出了一種眼科裝置自動對準(zhǔn)的的方法，其方法是在對準(zhǔn)光路上放一帶有兩個棱鏡的光圈，這個光路對瞳孔成的像是三個分離的點(diǎn)，根據(jù)三個分離的點(diǎn)的相對位置來判斷對準(zhǔn)是否準(zhǔn)確，當(dāng)三個點(diǎn)豎直在一條直線上時，則說明此時對準(zhǔn)準(zhǔn)確，當(dāng)三個點(diǎn)呈逆時針旋轉(zhuǎn)時則說明人眼和測量設(shè)備距離過遠(yuǎn)，當(dāng)三個點(diǎn)呈順時針旋轉(zhuǎn)時，則說明人眼距離測量設(shè)備過近。此方法相比較直接觀察屏幕圖像的清晰度來判斷是否對準(zhǔn)的方法來說，很好的解決了對準(zhǔn)的準(zhǔn)確性與快速性。此方法的對準(zhǔn)靈敏度與對準(zhǔn)光路的光學(xué)軸向放大率直接相關(guān)，即在人眼對準(zhǔn)時，軸向放大率越大，設(shè)備前后移動單位距離時，在采集的圖像上能夠觀察到的三個點(diǎn)分離的趨勢越明顯，其對準(zhǔn)靈敏度就越高，而此專利采用了人眼成像光路和對準(zhǔn)光路共用一個光路的方法，這就使得其對準(zhǔn)光路的軸向放大率受到成像光路的放大率的限制，而成像光路的放大率由物方視場范圍(瞳孔區(qū)域)和像方成像器件有效面積約束。其放大率不可能無限制提高，這就使得對準(zhǔn)光路的靈敏度無法進(jìn)一步提高。尤其在采用小尺寸的圖像采集器時(通常代表著更低的成本)，由于成像光路的軸向放大率較小，此時對準(zhǔn)光路的放大率和成像光路的放大率一致，即也比較小，這就導(dǎo)致對準(zhǔn)光路的靈敏度較低，也就導(dǎo)致在一些需要高精度對準(zhǔn)的儀器上(例如近視激光手術(shù)的高精度角膜曲率測量、眼壓測量等)，其對準(zhǔn)精度達(dá)不到要求，限制了此方法的應(yīng)用范圍。

可見，現(xiàn)有專利方法采用的對準(zhǔn)光路設(shè)計的對準(zhǔn)精度受限于瞳孔成像光路的放大率，導(dǎo)致對準(zhǔn)靈敏度和精度無法滿足實際應(yīng)用需求。解決現(xiàn)有專利方法因?qū)?zhǔn)光路放大率受限而導(dǎo)致的對準(zhǔn)精度問題的方案，有很大的應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，包括：

第一光源、沿第一光源的光路依次設(shè)置的第一透鏡和二向色鏡；

與所述第一光源的照射方向不同的第二光源；

與所述第一光源及所述第二光源的照射方向均不同的第三光源；

沿所述二向色鏡的反射光路依次設(shè)置的第二透鏡和二向色反射鏡；

以及沿所述二向色反射鏡的反射光路依次設(shè)置的光闌、雙層光路鏡組和二維圖像采集器；

其中，所述雙層光路鏡組包括鏡體、設(shè)置于所述鏡體內(nèi)的內(nèi)層光路鏡組和嵌套在所述內(nèi)層光路鏡組外周的外層光路鏡組。

優(yōu)選的是，所述鏡體內(nèi)部設(shè)有沿光路方向貫通的內(nèi)層通道和套設(shè)在所述內(nèi)層通道外圍的外層通道。

優(yōu)選的是，所述內(nèi)層光路鏡組包括沿光路方向依次間隔設(shè)置于所述內(nèi)層通道內(nèi)的第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡。

優(yōu)選的是，所述外層光路鏡組包括沿光路方向依次間隔設(shè)置于所述外層通道內(nèi)的第七透鏡、第八透鏡和第九透鏡，所述外層光路鏡組的各個透鏡中部均設(shè)有開孔，以配合嵌套于所述內(nèi)層光路鏡組外周。

優(yōu)選的是，所述第一透鏡的光學(xué)軸線與所述第一光源跟人眼中心的連線重合。

優(yōu)選的是，所述二向色鏡的中心處于所述第一光源跟人眼中心的連線上。

優(yōu)選的是，所述第二透鏡的光學(xué)軸線與所述二向色鏡的反射軸線重合。

優(yōu)選的是，所述二向色反射鏡的中心處于所述二向色鏡的反射軸線上。

優(yōu)選的是，所述光闌、雙層光路鏡組和二維圖像采集器的光學(xué)軸線與所述二向色反射鏡的反射軸線重合。

優(yōu)選的是，其特征在于，所述光闌上沿直線開三個孔，兩側(cè)的兩個孔上分別粘接有用于偏轉(zhuǎn)光束的第一光楔和第二光楔。

本發(fā)明的用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)采用雙層光路鏡組形成雙層光路，且雙層光路共用一個二維圖像采集器來進(jìn)行對準(zhǔn)。其中內(nèi)層光路對人眼成像，其放大率與使用的成像器件靶面尺寸相匹配，內(nèi)層光路即為成像光路。外層光路因只對人眼瞳孔成像(人眼瞳孔相對人眼較小)，所以外層光路的放大率可以不考慮二維圖像采集器尺寸的限制，即外層光路的放大率可以與內(nèi)層光路的放大率不同，同時還可以共用一個二維圖像采集器,外層光路即為對準(zhǔn)光路。本發(fā)明實現(xiàn)成像光路和對準(zhǔn)光路的光路同軸而放大率分離，使對準(zhǔn)光路和成像光路放大率互不干擾，進(jìn)而通過提高外層對準(zhǔn)光路的放大率實現(xiàn)前后對準(zhǔn)靈敏度與精度的提升。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在保證同樣的視場范圍的前提下(內(nèi)層光路放大率不變)，通過對對準(zhǔn)光路(外層光路)重新設(shè)計，即增加外層光路，從而通過成像光路(內(nèi)層光路)和對準(zhǔn)光路(外層光路)的放大率分離，既實現(xiàn)前后對準(zhǔn)的靈敏度、對準(zhǔn)精度的提高，同時能提高對準(zhǔn)的客觀性和快速性，且本系統(tǒng)簡便易實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的光闌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的雙層光路鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A為本發(fā)明的系統(tǒng)在對準(zhǔn)太遠(yuǎn)狀態(tài)時得到的圖像；

圖4B為本發(fā)明的系統(tǒng)在對準(zhǔn)好的狀態(tài)時得到的圖像；

圖4C為本發(fā)明的系統(tǒng)在對準(zhǔn)太近狀態(tài)時得到的圖像。

附圖標(biāo)記說明：

1—第一光源；2—第一透鏡；3—二向色鏡；4—第二透鏡；5—二向色反射鏡；6—光闌；7—雙層光路鏡組；8—二維圖像采集器；9a—第二光源；9b—第三光源；10—人眼；60—中間孔；61—第一側(cè)孔；62—第二側(cè)孔；610—第一光楔；620—第二光楔；70—鏡體；71—外層通道；72—第七透鏡；73—第八透鏡；74—第九透鏡；75—內(nèi)層通道；76—第三透鏡；77—第四透鏡；78—第五透鏡；79—第六透鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1-4所示，本實施例的一種用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，包括：

第一光源1、沿第一光源1的光路依次設(shè)置的第一透鏡2和二向色鏡3；第一透鏡2的光學(xué)軸線與第一光源1跟人眼10中心的連線重合，二向色鏡3的中心處于第一光源1跟人眼10中心的連線上，

與第一光源1的照射方向不同的第二光源9a；

與第一光源1及第二光源9a的照射方向均不同的第三光源9b；

沿二向色鏡3的反射光路依次設(shè)置的第二透鏡和二向色反射鏡5；第二透鏡的光學(xué)軸線與二向色鏡3的反射軸線重合，二向色反射鏡5的中心處于二向色鏡3的反射軸線上；

以及沿二向色反射鏡5的反射光路依次設(shè)置的光闌6、雙層光路鏡組7和二維圖像采集器8；光闌6、雙層光路鏡組7和二維圖像采集器8的光學(xué)軸線與二向色反射鏡5的反射軸線重合。

其中，雙層光路鏡組7包括鏡體70、設(shè)置于鏡體70內(nèi)的內(nèi)層光路鏡組和嵌套在內(nèi)層光路鏡組外周的外層光路鏡組。鏡體70內(nèi)部設(shè)有沿光路方向貫通的內(nèi)層通道75和套設(shè)在內(nèi)層通道75外圍的外層通道71，

內(nèi)層光路鏡組包括沿光路方向依次間隔設(shè)置于內(nèi)層通道75內(nèi)的第三透鏡76、第四透鏡77、第五透鏡78和第六透鏡79。

外層光路鏡組包括沿光路方向依次間隔設(shè)置于外層通道71內(nèi)的第七透鏡72、第八透鏡73和第九透鏡74，外層光路鏡組的各個透鏡中部均設(shè)有開孔，以配合嵌套于內(nèi)層光路鏡組外周。外層光路鏡組的各個透鏡外周與鏡體70內(nèi)部固定連接。

其中，光闌6上沿直線開三個孔，處于中央的中間孔60和位于中間孔60兩側(cè)的第一側(cè)孔61和第二側(cè)孔62，第一側(cè)孔61和第二側(cè)孔62上分別粘接有用于偏轉(zhuǎn)光束的第一光楔610和第二光楔620，且第一光楔610和第二光楔620粘接于光闌6迎向光照的一側(cè)或背向光照的一側(cè)均可。

其中，第一透鏡2采用準(zhǔn)直透鏡，以形成準(zhǔn)直光束。

其中，第二光源9a和第三光源9b的波長與第一光源1的波長相異，第二光源9a和第三光源9b設(shè)置于第一光源1于人眼10中心連線的兩側(cè)，且第一光源1、第二光源9a和第三光源9b發(fā)出的光相互之間不會干擾。

內(nèi)層光路鏡組的各鏡片上鍍有第一膜層，只通過第一光源1發(fā)出的光，阻擋第二光源9a和第三光源9b發(fā)出的光通過內(nèi)層光路；外層光路鏡組的各鏡片上鍍有第二膜層，第二膜層通過第二光源9a和第三光源9b發(fā)出的光，阻擋第一光源1發(fā)出的光。

本發(fā)明的用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)采用雙層光路鏡組7形成雙層光路，且雙層光路共用一個二維圖像采集器8來進(jìn)行對準(zhǔn)。其中內(nèi)層光路對人眼10成像，其放大率與使用的成像器件靶面尺寸相匹配，內(nèi)層光路即為成像光路。外層光路因只對人眼10瞳孔成像(人眼10瞳孔相對人眼10較小)，所以外層光路的放大率可以不考慮二維圖像采集器8尺寸的限制，即外層光路的放大率可以與內(nèi)層光路的放大率不同，同時還可以共用一個二維圖像采集器8,外層光路即為對準(zhǔn)光路。本發(fā)明實現(xiàn)成像光路和對準(zhǔn)光路的光路同軸而放大率分離，使對準(zhǔn)光路和成像光路放大率互不干擾，進(jìn)而通過提高外層對準(zhǔn)光路的放大率實現(xiàn)前后對準(zhǔn)靈敏度與精度的提升。

本實施例提供的用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，工作時，由第一光源1發(fā)出的光通過第一透鏡2形成準(zhǔn)直光束，準(zhǔn)直光束經(jīng)過二向色鏡3照到人眼10，經(jīng)過人眼10角膜反射回來的光沿光路返回，照射到二向色鏡3上，由二向色鏡33反射到第二透鏡，通過第二透鏡后再照射到二向色反射鏡5上，由二向色反射鏡5再反射到裝有光楔的光闌6，光通過光闌6中央的中間孔60,然后光再依次透過雙層光路鏡組7的內(nèi)層光路鏡組中的第三透鏡76、第四透鏡77、第五透鏡78和第六透鏡79，最后在二維圖像采集器8上形成圖像中處于中間的點(diǎn)b(如圖4A、4B、4C中的點(diǎn)b)；

由第二光源9a和第三光源9b發(fā)出的另一種波長的兩束光照射到人眼10角膜上，由人眼10角膜反射到二向色鏡3上，然后由二向色鏡3反射到第二透鏡，通過第二透鏡后再照射到二向色反射鏡5上，由二向色反射鏡5再反射到裝有光楔的光闌6，兩束光分別通過光闌6上的第一側(cè)孔61和第二側(cè)孔62，并分別在第一光楔610和第二光楔620作用下發(fā)生一定角度的偏折，然后再依次經(jīng)過雙層光路鏡組7的外層光路鏡組中的第七透鏡72、第八透鏡73和第九透鏡74，最終在二維圖像采集器8上形成點(diǎn)a和點(diǎn)c(如圖4A、4B、4C中的點(diǎn)a和點(diǎn)c),其中通過第一光楔610的光形成點(diǎn)a，通過第二光楔620的光形成點(diǎn)c，根據(jù)三個點(diǎn)a、b、c的相對位置，可以判斷對準(zhǔn)位置的正確與否。圖4A示出了該系統(tǒng)與人眼10前后對準(zhǔn)距離過遠(yuǎn)時得到的圖像；圖4B示出了該系統(tǒng)與人眼10前后對準(zhǔn)正確時得到的圖像；圖4C示出了該系統(tǒng)與人眼10前后對準(zhǔn)距離過近的時得到的圖像。

其中，曲率半徑1為透鏡迎光面的曲率半徑，曲率半徑2為透鏡背光面的曲率半徑。本實施例中,外層光路鏡組的放大率與內(nèi)層光路鏡組的放大率不同，以實現(xiàn)成像光路(內(nèi)層光路)和對準(zhǔn)光路(外層光路)的放大率分離，且外層光路鏡組的放大率大于內(nèi)層光路鏡組的放大率，從而使本實施例的用于眼科裝置的雙層光路高精度快速對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)獲得了很高的對準(zhǔn)靈敏度與對準(zhǔn)精度。

外層光路鏡組的放大率通過改變其中各透鏡的參數(shù)值來改變，如透鏡的曲率半徑、厚度、材質(zhì)、透鏡相互之間的距離等，當(dāng)需要改變對準(zhǔn)的靈敏度時，只要改變外層光路鏡組的放大率即可，所以本發(fā)明不限于雙層光路，也可以由三層光路或更多層的光路組成，這樣就至少有兩個不同靈敏度的光路，低靈敏度的光路可以進(jìn)行粗略對準(zhǔn)(確定一個對準(zhǔn)的大范圍)，再用高靈敏度的光路進(jìn)行精確對準(zhǔn)(在大范圍內(nèi)的一個小范圍精確對準(zhǔn))，這樣就可以更快速和精確的進(jìn)行對準(zhǔn)，縮短對準(zhǔn)時間。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。