专利名称：激光散斑测视仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的激光医疗仪器。
传统的验光方法可分主观散光和散瞳验光两类，主观验光方法由于眼睛的自动调节和代换镜片的时间过长，使受验者眼过度疲劳，因此，测出的视力与实际视力有较大的误差，尤其不能区分轻度远视和假性近视。而散瞳验光效果虽好，但需要药物对眼进行麻醉，给受验者带来痛苦，并且一周内不能看书学习。中老年人散瞳后有的还出现副作用。散瞳验光还存有工作人员带来的系统误差和偶然误差。上述两种方法，前者需用大量的镜片试验，因此传统的验光方法都较麻烦。
近几年推出的电脑验光方法，虽然迅速方便，但仪器价格昂贵，每台售价4.8万元，不易普及，且准确度也不高，误差于100度左右。为此，新的激光验光仪器激光测视仪便应运而生。最近苏联拉脱维亚共和国里加医学院和共和国激光眼科学中心研制一种激光视力测试仪，只需十五秒即可对人的视力作出判断。它是根据物理学中火花场原理工作的。当激光束投射到粗糙表面时，表面将光向周围散射，入射光及反射光相互作用，在光波增强的地方产生斑点，该斑点无论近视、远视或正常视力均能看清。当人注视着斑点并逐渐移动头部时，对有近视眼的人来说，斑点向头移动的反方向移动，对有远视的人来说，斑点则与头的移动方向相同。目前研究人员正进一步考虑将激光投射到缓慢旋转的转鼓上，在转鼓前安放一台类似望远镜的仪器，仪器上的目镜带有刻度。当当斑点移动时，调整仪器的清晰度直到斑点停止不动，根据刻度即可测定近视、远视以及视力有多少度。这种方法迅速、实用，但相当的部分仍停留在设想阶段，距实用还有一段距离。
本发明针对现有技术存在的问题，设计了一种新型的快速验光激光散斑测视仪。
本装置亦是根据物理学中的火花场原理工作的。扩束后的激光束射到粗糙表面上，漫反射光与入射光在空间形成干涉，出现激光散斑当粗糙表面以速度V运动时，散斑相对于观察者的运动速度V由下式确定V′=(1-S2S′2(1R+1S)ϵ)V....(1)]]>式中S为粗糙表面到眼睛第一主平面的距离，S′为眼睛第二主平面到散斑在眼中所成象的距离，R为球面波的曲率半径，ε为散斑象到视网膜的距离。当把扩束的激光准直后(R＝∞)照射到粗糙表面上，(1)式可写为V′=(1-SS′2ϵ)V....(2)]]>由(1)式知，因R(扩束激光束)、S为负值，当ε＝0时，V′＝V为正视;当ε＞0时，V′＞V为近视;当ε＜0时，V′＜V为远视，屈光不正的眼睛配上适当的镜片时，可使ε＝0，成为正视。本发明就是根据此原理而设计的。
下面参照附图详细说明本发明的目的是如何实现的。
图1是本发明结构方框图。
图2是本发明整体光路图。
图3是本发明的变焦系统正视图。
图4是本发明的变焦系统俯视图。
图5是转鼓驱动系统示意图。
图6是本发明电路部分线路图。
图中1是激光管，2是激光束，3是反射棱镜，4是扩束镜，5是反射镜，6是任意屏幕，7是扩束镜，8是转鼓，9是激光散斑，10是十字叉丝，11、12、13、14均为反射镜，15是凹透镜，16是凸透镜，17是凹透镜，18是眼睛，19是手轮，20是导杆，21是电阻丝，22是绳条，23、24是滑轮，25是底座，26是滑轮，27是轴，28是电机，29、30、31为滑轮。
参照附图，本发明的结构中包含激光光源，扩束系统以及电源、照明装置和目的物，本发明的技术特征在于它的结构中还包括变焦系统、转鼓系统、显示系统以及反射系统。即本发明由激光光源、扩束系统、电源、照明装置、目的物以及变焦系统、转鼓系统、显示系统及反射系统组成。由激光光源射出的激光经扩束后照射于转鼓上，形成干涉散斑，通过调节变焦距系统即可通过校正视力的过程由显示系统显示人眼的度数。在变焦距系统中，由几何光学原理中透镜组基点的位置，在保证整个变焦距系统的主点相对于受验者的眼睛保持不变的前提下，可导出该系统的光路由三个透镜15、16、17组成，且两凹一凸，三个透镜的第二焦距的绝对值相等，其中15、17为凹透镜，16为凸透镜且位于二者之间(透镜16和17的间距为一个焦距长)。该系统中只要移动系统中的第一个透镜15，光焦度就会改变，且其光焦度由下式决定φ＝A+Bt(3)
式中A＝φ1，B＝φ21(φ1为系统第一个透镜15的光焦度，当系统三个焦距确定后，A、B为常量，t是变焦距系统第一透镜的第二主平面至第二透镜的第一主平面之间的距离，t是变量，其变化范围0-2f′，f′为各透镜第二焦距。由(3)式可知，系统的光焦度φ与第一透镜的位移成线性关系，因此可将位移t在标尺上直接表示成光焦度φ。
在变焦系统中，凹透镜15架在两根导杆20上，并可沿导杆20滑动，凸透镜16与凹透镜17分别固定在底座25上，在底座25上装有可转动的手轮19，手轮通过一轴27和滑轮26固定定在一起，转动手轮19即可使滑轮26同时转动。在底座25上透镜15两侧装有滑轮23、24，滑轮24位于凸透镜16与凹透镜17之间，滑轮23的位置则根据透镜15的移动范围而定。在滑轮26上绕有一绳条22，该绳条分别绕过滑轮23、24固定在凹透镜15上。转动手轮19即可带动凹透镜15前后移动。在凹透镜15下端敷有一电阻丝22，它与触头27形成附图5中的电位器W1，触头27即W1中箭头位置，根据(3)式，移动凹透镜15即可把光焦度变化对应的线性位移信号变为线性电信号送入显示系统显示。
在本发明中转鼓8为一表面粗糙的圆柱体，转鼓8由电机18驱动，通过由皮条传动的滑轮29、30、31及自身的四级减速，以很慢的速度转动，以使人眼测视时能看清散斑的移动而不至于因为移动太快而乱成一片。
本发明设有反射系统，它由反射镜12、13、14组成，其位置以使人眼通过其恰好可见转鼓8上的激光散斑为宜。
图6是本发明的线路图，本发明的显示系统由模数转换器IC3以及数码显示管组成。通过固定于凹透镜15下的滑动头27的滑动，把由变焦系统线性对应的位移量转化为电量，输入模一数转换器IC3进行转换，由数码显示电路直接显示。
参照附图2，本发明的整个测视过程是这样实现的。由激光管1发出的激光2通过全反射棱镜3和扩束透镜4、7后，照射到十字叉丝10上，再经反射镜11将激光束反射到缓慢旋转的转鼓8上，其附近产生空间散斑9，通过12、14、13三个平面镜三次反射到达由透镜15、16、17组成的变焦系统，最后到达受验者的眼中。此时散斑可能移动，调节手轮19使变焦系统光焦度改变以校正人眼的视力，当人眼观察散斑不再移动时，则人眼已校正为正常视力，同时光焦度的改变量已通过位移量转化为电量，送入IC3模-数转换器，由发光二极管LED直接显示眼睛度数。
下面详述一下本发明的一种实施方式。在变焦距系统中，透镜15、16、17的焦距采用10Cm，16、17间距10Cm，透镜15距16的距离是可调的，其调节范围于0～20Cm。通过透镜15的调节可使测试范围达到近视-1000度到远视+1000度，在眼前加入附件焦距f＝-13Cm的凹透镜可测到近视度-1700度。转鼓系统中电机28采用减振微形直流电机，有稳速装置，转速为2000转/分，经四级减速后，转鼓转速为0.2转/分，这样就能保证人眼可见稳定可靠的激光散斑。激光采用用250mm的He-Ne激光器，功率3mw以下，这样光强度较适宜，模一数转换器IC3采用现有的CC 7107，电路中其它元件也采用现有元件，均较易得到。
本发明克服了传统插片主观验光及散瞳验光的弱点和电脑验光不易普及的不足，提供了一种新的验光测试仪器，使验光方便、准确、迅速、投资节省。用该仪器单眼测量最快可在7秒内完成，仪器显示精度为1度，测量精度＜+15度。本发明不仅使苏联技术人员激光验光设想付诸实用化并提出了新的富有创造性的方案，具有重要的学术和实用价值。本激光散斑测视仪可广泛应用于大、中、小各类医院、眼镜店验光配镜，可也用于工矿企业、学校等团体的视力普查，具有很大的推广使用价值。
权利要求
1.一种激光散斑测视仪，包含激光光源、扩束系统以及电源照明装置和目的物，其特征在于本发明由前序部分系统及变焦系统、转鼓系统、显示系统及反射系统组成，其中变焦距系统包含三个共轴透镜15、16、17，三透镜的第二焦距的绝对值相等，透镜15、17为凹透镜，透镜16为凸透镜并位于透镜15、17之间，透镜16与透镜17间距为一焦距长。
2.如权利要求1所述的激光散斑测试仪，其特征在于透镜15架在两根导杆20上，并可随着由手轮19带动的绳条22沿导杆20前后滑动，在透镜15下有一触头27，它与敷于底座25上的电阻丝22共同组成电位器W1。
3.如权利要求1所述的激光散斑测试仪，其特征在于转鼓系统中的转鼓8为一具有粗糙表面的圆柱体，它由电机28经四级减速后驱动。
4.如权利要求1所述的激光散斑测试仪，其特征在于显示系统由模一数转换器IC3及数码显示管组成。
5.如权利要求1所述的激光散斑测试仪，其特征在于反射系统由反射镜12、13、14组成，其位置以使人眼通过其恰好可看见转鼓上的激光散斑为宜。
全文摘要
一种激光散斑测视仪。由激光光源、扩束光路、转鼓系统、反射光路、变焦系统、显示系统以及电源、照明装置、目的物组成，它克服了传统验光、散瞳验光及电脑验光的各种弱点，能迅速准确地测定人眼的近视或远视的度数，误差＜±15度。本发明成本低，使用方便，不仅可广泛应用于大、中、小各类医院，眼镜店验光配镜，也可用于工矿企业、学校等单位的视力普查，具有很大的推广使用价值。
文档编号A61B3/028GK1032487SQ8710139
公开日1989年4月26日 申请日期1987年10月10日 优先权日1987年10月10日
发明者苏永道, 姜冠祥, 曲乐俭 申请人:聊城师范学院