专利名称：角膜散光计的制作方法
本项发明属于用来确定眼角膜表面形貌的眼科仪器，更具体地说属于角膜散光计。
本项发明可以最有效地用来选配接触透镜，以及在完成显微眼外科手术时，用来检验角膜的形状。
本项发明还可用来检验光学零件(透镜、反光镜)非球形面的形状。
当前，由于在医学实践中引进矫正视力的新方法，如采用接触透镜，在角膜上进行显微外科手术，出现了要精确测定患者的眼角膜表面形貌的课题。为了制造接触透镜，接触透镜后表面的几何参数应当与所要矫正眼睛的角膜表面相适应，以及为了在进行显微外科手术时控制角膜表面的形状，都需要了解角膜表面的形貌。
已知几种不同的确定角膜表面几何参数的方法，其中有从眼睛取印痕法，超声测位法，角膜表面轮廓摄影法，光缝切片法(ΜeTOДφOTOweиeBbLX CPе3OB)立体摄影测量法，波纹地形测绘法，干涉量度学法等。所有这些方法都具有妨碍其广泛实际应用的缺点。角膜散光测量法是确定角膜表面几何参数的最佳方法，该方法规定要借助于特殊的仪器-角膜散光计来获取译成密码的角膜表面的内存贮信息位置图示，即角膜表面形貌的位置图示(KepаTOгPам-ма)。通过翻译角膜表面形貌的位置图示，确定出角膜表面上诸点的坐标。
已知一种确定角膜表面形貌的角膜散光计(SU，A，1115716)，该角膜散光计含有光源，作成同轴反射圆圈和径向网格的测量基标，它们均位于凹球面上，凹球面的轴线与投影物镜的光轴相重合，在投影物镜内，利用目标空间的远心光路。
已知的角膜散光计的严重缺点，是将测量基标置于距角膜表面为有限的距离内，这样仅仅保证放置角膜的区域为一小面积，在该区域的范围内，角膜的移动不会引起测量精度的降低。此外，由于放置角膜的区域小，不能高精度地测量具有大范围非球面性的角膜表面。采用大直径(大于150毫米)的同轴圆圈作为测量基标也是结构上的缺点，因为制造具有高精度的大直径同轴圆圈会遇到工艺上的困难，圆圈的制造误差将降低测量精度。
外形尺寸和重量都大，也是该角膜散光计的缺点。角膜表面相对仪器的精确定位和精确安置测量基标的必要性，将使角膜散光计的结构复杂化。此外，在进行测量时，患者的头部被安放得紧紧靠着仪器，这样对患者是不方便的，这些缺点使得在医学研究实践内不能有效地使用角膜散光计，并且完全排除了在完成显微眼外科手术的过程里使用这种仪器的可能性。
还知道一种角膜散光计(SU.A.1337042)，该角膜散光计包含发光系统，该发光系统由放置角膜前方的光源，制作为球形透镜的物镜和位于光源和球形透镜之间的测量基标所组成，测量基标制作为凹球形光阑上的发光孔，凹球的中心与球形透镜的中心重合，在球形透镜的子午面上安放带有两个反射面的多个棱镜的主载面，各棱镜要这样定位，使得从球形透镜以不同角度射出的平行光线的光束，在经过棱镜反射以后，相交于放置所要研究的角膜的区域内。在投影物镜内，利用目标空间内的远心光路。
已知的这种角膜散光计的严重缺点是测量基标的连续性，这样不能保证必要的非对称形角膜表面的测量精度，因为角膜整个表面外形的结论是根据角膜个别区段的测量结果得出的。此外，制造球形透镜和大量的棱镜会遇到工艺上的困难，棱镜的安装会使仪器的结构复杂化，增大仪器的外形尺寸和重量。在进行医学研究时，该角膜散光计的构造不能提供方便的工作条件，因为要求将患者的头部安放得紧紧地靠着仪器，这对患者是不方便的。
本项发明的基本任务是研制一种角膜散光计，在简化整个角膜散光计结构和减少其外形尺寸和重量的情况下，使该角膜散光计的构造能够扩大对着角膜散光计的放置角膜的区域，在该区域的范围内，角膜的移动不会引起测量精度的降低。
所提出的目标是这样达到的，在角膜散光计内含有发光系统，投影物镜和记录测量基标影像的存贮块，发光系统由放置在角膜前方的光源、物镜和测量基标组成，测量基标位于光源和物镜之间，并且相对于物镜的光轴是对称的，根据本项发明，发光系统包含位于发光系统的物镜和角膜之间的锥形反光镜，该锥形反光镜制作成其内表面带有镜状面层的截锥，另外，圆锥轴线与发光系统物镜和投影物镜的光轴重合，测量基标呈圆圈形状，并且位于发光系统的焦面上，而投影物象至少由两个部件组成，其中之一是发光系统的物镜，而另一个位于发光系统物镜的光轴上，并且处于发光系统物镜和记录测量基标影像的存贮块之间。
所推荐的角膜散光计可以提高角膜表面形貌的测量精度。为了保证形貌角度的数量和已知的角膜散光计中的数量相同，采用锥形反光镜可以使所利用的测量基标的数量少一倍，而且没有必要使用应当具有大直径(大于150毫米)的，因而制造精度比具有较小直径测量基标的制造精度低的那样的测量基标。
所推荐的发明可以提高具有大范围非球形性的角膜表面形貌的测量精度。这可以借助于扩大放置角膜的区域和利用具有小后孔径的投影物镜来达到，与现有的角膜散光计相比，这样可以保证提高景深的清晰度。扩大放置角膜的区域可将从测量基标射向角膜的发光线束加以准直化(КОΛΛИМИРОВаНИе)，以及在投影物镜内利用目标空间里的远心光路来实现，为此，要将测量基标放置于发光系统的焦面上，并且要把穿孔光阑放置在投影物镜的后焦平面上，在所推荐的角膜散光计内，得到的测量基标的影像为球闭圆圈，因此，进行研究角膜外形所在的子午截面的数量实际上是不受限制的，有赖于此，因而可以提高非对称形状的角膜表面的测量精度。
所推荐的角膜散光计可以提高测量工作的效率，这可以由扩大放置角膜的区域来达到，因为这个区域的扩大有可能显著缩减为了进行测量调整仪器的时间。
至少采用一块正透镜作为发光系统的物镜，可以简化角膜散光计的构造，因为这样将减少角膜散光计元件的数量。
将锥形发光镜这样安置，使截锥的大底面对着发光系统的物镜，这样可以减少仪器的外形尺寸和重量，并且可以简化仪器的构造，因为测量基标的最大直径将减小，测量基标首先是确定整个仪器的外形尺寸的，另外，仪器结构的元件数量也将减少。
从对发明的实施例和附图的详细说明中，可以更容易明白本项发明的实质，在附图内
图1，根据本项发明，概略表示角膜散光计图2表示放置角膜区域的照明简图。
角膜散光计含有发光系统，该发光系统由放置在角膜1(图1)前方的带有反射镜3的光源2，制作为正平凸透镜的物镜4，位于平凸透镜4和角膜1之间的锥形反光镜5组成。在光源2和平凸透镜4之间放置圆圈形的测量基标6，该测量基标6位于凹凸镜7的半佳为R的凹球面上，并且相对透镜4的光轴为对称的。角膜散光计还含有投影物镜8和测量基标6影像的存贮块10，该物镜8由两个部件，即平凸透镜4和物镜9组成，物镜9的射入光瞳与平凸透镜4的后焦点相重合。点C为透镜4凸球面的中心。锥形反光镜5制作为空心的截锥，其大底面与透镜4的平面重合，而锥顶(图2上的点K)朝向所要研究的角膜1。圆锥的内表面设有镜状面层，而锥轴与透镜4的光轴重合。透镜4的厚度等于其凸球面的半径，因此，透镜4球面的中心C位于透镜4的平面上。测量基标6制作成能使光散射的圆圈形标线。凹凸透镜7的凹球面与透镜4的凸球面同心，并且位于透镜4的后焦球面附近，这样，这样可以保证将从测量基标6射出的光线线束加以准直化。测量基标6可以采用将所需直径的圆圈雕刻在凹球面上的方法加以制造，不过事前要将镜状面层敷在凹球面上，并且沿着镜状面层涂上一层不透明的材料，如清漆。因此，当用光源2照射透镜7时，只有从测量基标6射出的光线落到所要研究的角膜1上。
本角膜散光计按下述方式工作(图1)。将患者这样安放，使所要研究的角膜1位于角膜散光计的轴线上，由光源2射出的和由反射镜3反射出的光线都照射测量基标6，因为测量基标6放置在透镜4的焦球面附近，所以在透镜4的表面上经过折射以后，从透镜4发出平行的光束，从透镜4平面射出的宽面斜的平行光束，一部分由反光镜5的锥形表面进行反射，而另一部分直接落至角膜1的表面上，这种情况用从测量基标6上距轴线最远的点A引出的光路加以表示(图1，2)，因此，平行光线的光束落到放置要研究的角膜1的区域上，光束与轴线的倾角可以精确得知，因为简图的结构参数是已知的。在由角膜1反射的光线内，总可以找出这样的光线，该光线平行于光轴并与透镜4凸球面相遇，而在通过透镜4以后，聚焦于点F′0′，该点与物镜9的入射光瞳相重合(图1)。被角膜1表面反射的光线以散光束进入物镜9的形式形成测量基标6的影像，并且这些光束的主光线在所要研究的角膜1和透镜4的凸面之间的空间内平行于光轴。这样一来，在该装置中可以实现目标空间内的远心光路。在存储块10内，形成用角膜1表面不同区段构成的测量基标6的影像。测量出这些影像的坐标，并且求出照射角膜1的平行光束与光轴的倾斜角，就可确定出角膜1表面的形貌，可用传统的方法相对于所要研究的角膜1实现角膜散光计的安装。
权利要求
1.角膜散光计包含发光系统，投影物镜(8)和记录测量基标(6)影像的存储块(10)，发光系统由放置于角膜(1)前方的光源(2)、物镜(4)和测量基标(6)组成，该测量基标(6)位于光源(2)和物镜(4)之间，并且相对于物镜(4)的光轴是对称的，本角膜散光计的特点是，发光系统含有锥形反光镜(5)，该锥形反光镜(5)位于发光系统的物镜(4)和角膜(1)之间，并且制作成在其内表面上带有镜状面层的截锥，此外，圆锥的轴线与发光系统的物镜(4)和投影物镜(8)的光轴重合，测量基标(6)呈圆圈形，并且位于发光系统的焦面上，而投影物镜(8)至少由两个部件作成，其中之一是发光系统的物镜(4)，而另一个位于发光系统物镜(4)的光轴上，并且位于物镜(4)和记录测量基标(6)影像的存储块(10)之间。
2.根据权利要求1，本角膜散光计的特点是，发光系统的物镜(4)至少包含一块正透镜。
3.根据权利要求1，本角膜散光计的特点是锥形反光镜(5)的大底面对着发光系统的物镜(4)。
全文摘要
本角膜散光计包含发光系统，它由放置在角膜(1)前方的光源(2)，物镜(4)，圆圈形测量基标(6)组装成，而测量基标放置在光源和物镜之间，位于发光系统的焦面上，并且相对于物镜和锥形反光镜(5)的光轴是对称的。锥形反光镜位于发光系统的物镜和角膜之间并且制作成在其内表面上带有镜状面层的截锥。角膜散光计中还含有投影物镜(8)和记录测量基标影像的存储块(10)。投影物镜由两个部件，即物镜(4)和物镜(9)组成。
文档编号A61B3/107GK1059462SQ9010745
公开日1992年3月18日 申请日期1990年9月5日 优先权日1990年8月8日
发明者斯维亚托斯拉夫·尼古拉耶维奇·费德罗夫, 丹尼尔·特罗菲莫维奇·普尔亚耶夫, 阿历山大·弗拉基米诺维奇·拉斯基 申请人:莫斯科鲍曼高等工业学院, 科学技术综合联合部“眼显微外科”