双裂隙摄影验光仪盲区研究

　　1　引　言

　　使用验光仪进行人眼视功能检查时,由于儿童的合作程度很差,所以这此验光仪在儿童中都难以推广应用。美国学者Howland[1]于1974年、1979年先后提出了正交摄影验光方法和各向同性摄影验光方法;芬兰学者Kaakinen[2]于1979年也提出了偏心摄影验光方法。近年来,Austin Roorda et al.[3]WolfgangWesemann et al.[4]and Reinhard Kusel et al[5]等先后对偏心摄影验光方法作过研究,讨论了点光源及垂直于相机孔径直边的线光源工作情况下的照度分布以及眼散光的影响等问题。文献[6]、[7]对偏心摄影验光法作了讨论和修正;文献[8]对双裂隙偏心摄影验光方法中不同屈光度的眼瞳像的照度分布进行了计算机模拟计算,提出了利用眼瞳像的照度分布的参数来计算人眼屈光度的方法。双裂隙摄影验光方法中存在工作盲区,在进行儿童早期视力普查时,视度一般较小,若视度落在盲区内,将严重影响视力检查。而以上均没有对摄影验光方法的盲区进行深入讨论,为此我们对双裂隙摄影验光方法的盲区作专门的讨论。

　　2　双裂隙摄影验光原理

　　如图1所示,假设被检眼为近视眼,长lf0宽bf0的狭缝FF为照明光源,长lc0宽bc0的狭缝CC置于接收镜头前,两裂隙间距为H。从光源FF中心点F0发出的光锥经过被检眼整个眼瞳(圆O),照亮眼底,光锥中的光线在远点平面上形成一圆G,而在视网膜上形成一共轭像圆G0。从眼底漫反射回来的光线也经过整个眼瞳,并通过对应共轭圆G中相应的共轭点。设裂隙CC的中心点为C0,连接C0、G两点,其延长线交O"点,并将圆G投影到眼瞳平面上得到圆O"。圆O和圆O"分别与Y轴交于P、B、P"、B"点,线段PB"上的点射向C点的光线都能够经过远点平面上的圆G,即存在实际光线进入相机,PB"区是亮的。BB"上的点向C点发出的光线均在圆G以外,因而没有实际光线能够进入相机镜头。只有圆O与圆O"的交叠区域中的每点才有光线通过C进入镜头,使CCD感光。

　　若工作距离为W,物镜焦距为f,患者眼瞳直径为D,眼瞳处暗区高度BB"为Q。当患者为近视时,暗区位于眼瞳下方时,Q为负值;远视时,Q为正值。由图1建立坐标系,可得:

　　则被检近视眼的屈光不正度

　　式中r为被检眼远点距离。

　　同理,可求远视眼的屈光不正度,得到近视和远视患者眼睛的屈光不正度表达式是一致的,只不过近视时,R<0;远视时,R>0。

　　基于双裂隙偏心摄影验光原理,我们建立了双裂隙偏心摄影测量眼屈光度的实验系统(如图2所示),其中包括:双裂隙摄影光学系统、照明裂隙光源电路、CCD接收器、图像采集卡、计算机及图像处理软件。照明裂隙光源发出光照到被检眼,被检眼通过双裂隙摄影光学系统,用CCD接收眼瞳像,使用图像卡采集图像,可得实验眼瞳图像的照度分布。最后对实验所得数字图像进行处理、提取特征信息,即可得出被检眼的屈光不正度。