Рефрактометр з просторовим розділенням
Номер патенту: 54570
Опубліковано: 17.03.2003
Формула / Реферат
1. Рефрактометр з просторовим розділенням, що містить освітлювальну систему, яка формує вузький пучок променів і утворює світлову мікропляму на сітківці ока, вимірювальну систему, яка містить об'єктив, що формує зображення освітленої ділянки сітківки ока, просторовий фільтр, розташований у зоні вказаного зображення сітківки, і пристрій реєстрації зображення зіниці вказаного ока, та світлоділильний елемент, який поєднує оптичні осі освітлювальної системи і вимірювальної системи, який відрізняється тим, що просторовий фільтр виконано нерухомим вздовж оптичної осі вимірювальної системи і виконано у вигляді мікроотвору на непрозорому екрані або мікроекрану на прозорій оптичній деталі, а між об'єктивом і просторовим фільтром додатково розміщено пристрій дискретного або плавного зсуву зображення сітківки ока вздовж оптичної осі вимірювальної системи, до того ж пристрій реєстрації зображення зіниці складено з двокоординатного фотоприймача зображення, пристрою обробки інформації, плати вводу відеосигналу від фотоприймача в пристрій обробки інформації і пристрою відображення інформації, при цьому світлочутлива поверхня фотоприймача оптично спряжена за допомогою об'єктива із зіницею ока, а відеозапис зображень зіниці синхронізовано зі зсувом зображення сітківки.
2. Рефрактометр з просторовим розділенням за п. 1, який відрізняється тим, що систему відображення інформації доповнено центрувальною сіткою, синтезованою програмно або виконаною апаратно, а перед оком додатково розміщені один або декілька центрувальних випромінювачів на відстані від ока, при якій рефлексні зображення від поверхні рогівки вказаних випромінювачів знаходяться приблизно в площині зіниці ока.
3. Рефрактометр з просторовим розділенням за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що пристрій дискретного зсуву зображення сітківки виконано у вигляді набору змінних плоско-паралельних оптичних пластин з різними осьовими товщинами або показниками заломлення, розташованих у револьверній головці, підключеній до додаткового приводу, при цьому одна із вказаних пластин розміщена у зоні проходження світла між об'єктивом і просторовим фільтром, а обертання револьверної головки синхронізовано апаратно або програмно з відеозаписом зображень зіниці.
4. Рефрактометр з просторовим розділенням за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що пристрій зсуву зображення сітківки виконано у вигляді системи двох двогранних дзеркал зі взаємно перпендикулярними гранями, бісектриси прямих кутів яких суміщені і зорієнтовані перпендикулярно до оптичної осі вимірювальної системи, при цьому одне із двогранних дзеркал виконано нерухомим, а інше забезпечене можливістю переміщення вздовж бісектриси кута за допомогою додаткового лінійного приводу, дія якого синхронізована із відеозаписом зображень зіниці.
Текст
1 Рефрактометр з просторовим розділенням, що містить освітлювальну систему, яка формує вузький пучок променів і утворює світлову мікропляму на СІТКІВЦІ ока, вимірювальну систему, яка містить об'єктив, що формує зображення освітленої ділянки СІТКІВКИ ока, просторовий фільтр, розташований у зоні вказаного зображення СІТКІВКИ, і пристрій реєстрації зображення ЗІНИЦІ вказаного ока, та СВІТЛОДІЛИЛЬНИЙ елемент, який поєднує оптичні осі освітлювальної системи і вимірювальної системи, який відрізняється тим, що просторовий фільтр виконано нерухомим вздовж оптичної осі вимірювальної системи і виконано у вигляді мікроотвору на непрозорому екрані або мікроекрану на прозорій оптичній деталі, а між об'єктивом і просторовим фільтром додатково розміщено пристрій дискретного або плавного зсуву зображення СІТКІВКИ ока вздовж оптичної осі вимірювальної системи, до того ж пристрій реєстрації зображення ЗІНИЦІ складено з двокоординатного фотоприймача зображення, пристрою обробки інформації, плати вводу відеосигналу від фотоприймача в пристрій обробки інформації і пристрою відображення інформації, при цьому Винахід належить до медичної офтальмологічної техніки, зокрема до просторово роздільних рефрактометрів - приладів, призначених для вимірювання аметропії ока як функції просторових координат ЗІНИЦІ ВІДОМІ рефрактометри з просторовим розді світлочутлива поверхня фотоприймача оптично спряжена за допомогою об'єктива із зіницею ока, а відеозапис зображень ЗІНИЦІ синхронізовано зі зсувом зображення СІТКІВКИ 2 Рефрактометр з просторовим розділенням за п 1, який відрізняється тим, що систему відображення інформації доповнено центрувальною сіткою, синтезованою програмно або виконаною апаратно, а перед оком додатково розміщені один або декілька центрувальних випромінювачів на відстані від ока, при якій рефлексні зображення від поверхні рогівки вказаних випромінювачів знаходяться приблизно в площині ЗІНИЦІ ока 3 Рефрактометр з просторовим розділенням за п 1 або п 2, який відрізняється тим, що пристрій дискретного зсуву зображення СІТКІВКИ виконано у вигляді набору змінних плоско-паралельних оптичних пластин з різними осьовими товщинами або показниками заломлення, розташованих у револьверній головці, підключеній до додаткового приводу, при цьому одна із вказаних пластин розміщена у зоні проходження світла між об'єктивом і просторовим фільтром, а обертання револьверної головки синхронізовано апаратно або програмно з від О еозаписом зображень ЗІНИЦІ 4 Рефрактометр з просторовим розділенням за п 1 або п 2, який відрізняється тим, що пристрій зсуву зображення СІТКІВКИ виконано у вигляді системи двох двогранних дзеркал зі взаємно перпендикулярними гранями, бісектриси прямих кутів яких суміщені і зорієнтовані перпендикулярно до оптичної осі вимірювальної системи, при цьому одне із двогранних дзеркал виконано нерухомим, а інше забезпечене можливістю переміщення вздовж бісектриси кута за допомогою додаткового ЛІНІЙНОГО приводу, дія якого синхронізована із відеозаписом зображень ЗІНИЦІ ленням, в яких використовується принцип Шейнера Вони вимірюють аметропію в окремих ділянках ЗІНИЦІ За результатами цих вимірювань складається карта рефракції в координатах ЗІНИЦІ ока До таких рефрактометрів відносяться вимірювач хвильової аберації ока М С Смірнова [1], вимірювач о 1^ ю ю 54570 поперечної аберації Ван ден Брінка [2], вимірювач фізіологічного астигматизму М М Серпєнка [3], рефрактометр Р Вебба та ш [4] Головними недоліками вказаних рефрактометрів є потреба у безпосередній участі пацієнта у вимірювальному процесі, їх низька точність і продуктивність За час проведення вимірювань цими рефрактометрами (від декількох хвилин до декількох годин) пацієнт втомлюється, несвавільно змінює просторове положення ока відносно приладу і акомодаційний стан ока, що суттєво погіршує точність вимірювань Існують більш продуктивні, вдосконалені і автоматизовані рефрактометри з просторовим розділенням Це рефрактометри, які використовують датчик Гартмана-Шека [5-7], рефрактометри з компенсацією хвильової аберації ока за допомогою адаптивних дзеркал [8], рефрактометр, який автоматично встановлює таке просторове положення вузького пучка променів у кожній окремій ДІЛЯНЦІ ЗІНИЦІ, при якому світлова пляма на СІТКІВЦІ потрапляє у центр жовтої плями [9] Значення аметропії ока в цій ДІЛЯНЦІ ЗІНИЦІ визначається по кутовому положенню вказаного пучка Головним недоліком рефрактометрів, в яких застосовується датчик Гартмана-Шека, є сталість конструкції лінзового растру, що не дозволяє вимірювати рефракцію ока у довільних ділянках ЗІНИЦІ Іншим їх недоліком є властивість, яка полягає у зменшенні динамічного діапазону вимірювань при підвищенні точності вимірювань і навпаки Недоліками рефрактометрів [8-9] є використання складних елементів - адаптивного дзеркала [8] та акусто-оптичного дефлектора [9], які суттєво ускладнюють ці прилади та збільшують їх собівартість Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, і в зв'язку з цим прийнятим за прототип, є рефрактометрична установка, в якій вимірювання абераційної рефракції ока здійснюється за методом ножа Фуко [10] Ця установка має освітлювальний і вимірювальний канали Освітлювальний канал містить випромінювач і проекційну оптичну систему, яка формує на СІТКІВЦІ світлову пляму у вигляді щілини Вимірювальний канал містить дві лінзи, просторовий фільтр у вигляді ножа Фуко і фотографічну камеру для реєстрації зображення ЗІНИЦІ Перша від ока лінза вимірювального каналу утворює вторинне (перше сформоване оком) так зване "повітряне" зображення освітленої частини СІТКІВКИ в площині ножа Фуко Друга лінза розташована за ножем Фуко по ходу світла впритул до нього Вона формує на фотоплівці зображення ЗІНИЦІ ока Ніж Фуко розташовано приблизно в площині каустики пучка променів, що утворюють вторинне "повітряне" зображення щільоподібної світлової плями на СІТКІВЦІ Край леза ножа розміщено паралельно "повітряному" зображенню щілини Внаслідок аберацій оптичної системи ока вторинне "повітряне" зображення СІТКІВКИ утворюється променями, які перетинаються на різних відстанях від першої лінзи рефрактометра вздовж його оптичної осі Тому переміщення ножа Фуко вздовж оптичної осі у зоні вказаного зображення поперемінно перекриває хід тих променів, які сфокусовані в площині леза ножа При цьому на фотоплівці фіксується освітлене зображення отвору ЗІНИЦІ ока з тінями від тих ділянок ЗІНИЦІ, від яких промені не надходять до фотоплівки із-за екрануючої дії леза Картина тіней в зображенні ЗІНИЦІ представляє ізодюптрійні зони ока Ці зони, отримані на фотознімках при різних положеннях ножа Фуко, дозволяють скласти повну картину розподілу рефракції в площині ЗІНИЦІ ока Головними недоліками прототипу є використання фотографічної реєстрації зображень ЗІНИЦІ і пов'язане з цим застосування просторового фільтру у вигляді оптичної напівплощини - ножа Фуко, складність механізмів позиціонування ножа Фуко відносно оптичних елементів рефрактометра, низька продуктивність і недостатня швидкодія приладу, відсутність системи центрування приладу відносно візуальної осі ока Використання фотографічної реєстрації зображення ЗІНИЦІ ока в умовах, коли яскравість ізодюптрійних зон ЗІНИЦІ має дуже малу величину (внаслідок малих значень коефіцієнта відбиття світла від СІТКІВКИ та обмежень и експозиції), обумовлює наявність декількох недоліків прототипу По-перше, для зменшення часу експозиції ока збільшують розміри світлової плями на СІТКІВЦІ Але для збереження точності вимірювань в одній площині використовують щільоподібну форму плями Це, в свою чергу, потребує застосування ВІДПОВІДНОГО за формою просторового фільтру ножа Фуко Використання ножа Фуко має недоліки, які полягають утому, що оптична система ока, яка не має осьової симетрії абераційної рефракції, потребує для складання повної карти рефракції не лише поздовжнього переміщення ножа Фуко, але й його обертання навколо оптичної осі рефрактометра Тому для збереження паралельності вторинного зображення відносно леза ножа необхідне узгоджене синхронне обертання навколо оптичної осі також і зображення щілини на СІТКІВЦІ Точна рефрактометрія ока потребує прецизійного переміщення ножа й точного вимірювання його просторового положення Реалізація перелічених вимог суттєво ускладнює механічну систему приладу і перешкоджає скороченню інтервалу часу, потрібного для вимірювання рефракції ока По-друге, фотографічний запис зображень ЗІНИЦІ ускладнює процедуру обробки результатів вимірювань, що впливає на продуктивність приладу та зручність його використання Відсутність у прототипу системи центрування приладу відносно ока робить невизначеним положення променів освітлювального каналу, що може викликати похибки розміщення "повітряного" зображення освітленої частини СІТКІВКИ ВІДНОСНО ножа Фуко і тим самим зменшити точність вимірювання рефракції ока Задачею винаходу, що заявляється, є підвищення точності, швидкодії і продуктивності рефрактометра при одночасному спрощенні його механічної і оптичної систем Для розв'язання сформульованих задач пропонується рефрактометр, який як і прототип, міс 54570 тить освітлювальну систему, яка формує вузький пучок променів і створює світлову мікропляму на СІТКІВЦІ ока, вимірювальну систему, яка містить об'єктив, що формує зображення освітленої ділянки СІТКІВКИ ока, просторовий фільтр, розташований у зоні вказаного зображення СІТКІВКИ І пристрій реєстрації зображення ЗІНИЦІ вказаного ока, та світлоподільний елемент, який поєднує оптичні осі освітлювальної системи і вимірювальної системи ВІДМІННОЮ ВІД прототипу особливістю рефрактометра з просторовим розділенням, що заявляється, є те, що просторовий фільтр зроблено нерухомим вздовж оптичної осі вимірювальної системи і виконано у вигляді мікроотвору на непрозорому екрані або мікроекрану на прозорій оптичній деталі, а між об'єктивом і просторовим фільтром додатково розміщено пристрій дискретного або плавного зсуву зображення СІТКІВКИ ока вздовж оптичної осі вимірювальної системи, до того ж пристрій реєстрації зображення ЗІНИЦІ складено з двохкоординатного фотоприймача зображення, пристрою обробки інформації, плати вводу відеосигналу від фотоприймача в пристрій обробки інформації, і пристрою відображення інформації, причому світлочутлива поверхня фотоприймача оптично спряжена за допомогою об'єктива із зіницею ока, а відеозапис зображень ЗІНИЦІ синхронізовано зі зсувом зображення СІТКІВКИ Крім того, систему відображення інформації доповнено центрувальною сіткою, синтезованою програмне або виконаною апаратно, а перед оком додатково розміщені один або декілька центрувальних випромінювачів на відстані від ока, при якій рефлексні зображення від поверхні рогівки вказаних випромінювачів знаходяться приблизно в площині ЗІНИЦІ ока Рефрактометр, який пропонується, відрізняється від прототипу ще й тим, що пристрій дискретного зсуву зображення СІТКІВКИ виконано у вигляді набору змінних плоско-паралельних оптичних пластин з різними осьовими товщинами або показниками заломлення, розташованих у револьверній головці, підключеної до додаткового приводу, причому одна із вказаних пластин розміщена у зоні проходження світла між об'єктивом і просторовим фільтром, а обертання револьверної головки синхронізовано апаратно або програмне із відеозаписом зображень ЗІНИЦІ Альтернативний пристрій зсуву зображення СІТКІВКИ відрізняється тим, що його виконано у вигляді системи двох двогранних дзеркал зі взаємно перпендикулярними гранями, бісектриси прямих кутів яких суміщені і зорієнтовані перпендикулярно до оптичної осі вимірювальної системи, причому одне із двогранних дзеркал виконано нерухомим, а інше наділене можливістю переміщення вздовж бісектриси кута за допомогою додаткового ЛІНІЙНОГО приводу, дія якого синхронізована із відеозаписом зображень ЗІНИЦІ Використання для реєстрації зображень ЗІНИЦІ, наприклад, телевізійного фотоприймача матричного типу з накопиченням дозволяє за рахунок накопичення фотоелектричного сигналу та більшої енергетичної чутливості фотоприймача зменшити потрібний світловий потік, що направляється в око пацієнта, і завдяки цьому застосовувати іншу симетричну, меншу за розмірами й нерухому світ лову пляму на СІТКІВЦІ Це, в свою чергу, дозволяє здійснювати просторову фільтрацію за допомогою нерухомої мікродіафрагми або мікроекрану, що значно спрощує механічну систему приладу До того ж малі розміри та сама топологія розміщення фоточутливих елементів фотоприймача забезпечує високе просторове розділення рефрактометра В ПЛОЩИНІ ЗІНИЦІ Застосування вказаної системи реєстрації дозволяє також зменшити час вимірювання рефракції Це призводить до зменшення впливу втомлюваності пацієнта і рухів ока на точність вимірювання рефракції Виконання системою реєстрації зображень додаткової функції - відображення на екрані монітора процесу центрування приладу відносно ока пацієнта, також підвищує точність вимірів і складання карти рефракції Цифровий запис і цифрова комп'ютерна обробка отриманої інформації робить рефрактометр набагато продуктивнішим і зручнішим у використанні Застосування набору змінних плоскопаралельних пластин для переміщення зображення СІТКІВКИ відносно нерухомого просторового фільтру дозволяє уникнути використання прецизійних переміщувачів і датчиків позиціонування Це обумовлено тим, що точне переміщення зображення кожною з пластин забезпечується їх точним виготовленням і є заздалегідь визначеним При цьому кутове положення пластин в площині їх обертання навколо осі револьверної головки і похибки розміщення пластин вздовж оптичної осі на величину зсуву зображення не впливають Відсутність потреби здійснювати декілька переміщень і мати прецизійні датчики позиціонування суттєво спрощує електромеханічну систему, механізм переміщення і конструкцію приладу Використання системи чотирьох дзеркал як альтернативного переміщувача зображень дозволяє при необхідності здійснювати не лише дискретне, але й безперервне переміщення зображень СІТКІВКИ відносно просторового фільтру Застосування запропонованої дзеркальної системи переміщення зображень дозволяє суттєво спростити електромеханічну систему приладу, оскільки в порівнянні зі системою позиціонування ножа Фуко, запропонована система не потребує механізму обертання просторового фільтру Поєднання в одному об'єктиві функцій утворення двох зображень - СІТКІВКИ І ЗІНИЦІ - спрощує оптичну систему рефрактометра Сутність винаходу ілюструється на фіг 1 5 Фігура 1 Функціональна схема рефрактометра з просторовим розділенням 7 - освітлювальна система, 2 - інтерференційно-поляризаційна світлоподільна призма-куб, 3 - око пацієнта, 4 - зіниця, 5 - об'єктив, 6 - пристрій зсуву зображення СІТКІВКИ, 7 - просторовий фільтр, 8 - матричний фотоприймач телевізійної камери, 9 - плата вводу телевізійного кадру у пам'ять комп'ютера, 10 - комп'ютер, 11 і 1 1 І - інфрачервоні центрувальні СВІТЛОВІ ДІОДИ Фігура 2 Функціональна схема пристрою зсуву зображень СІТКІВКИ 12 - привід, 13 - револьверна головка, 14і, 14' -плоско-паралельні пластини 54570 Фігура 3 Функціональна схема альтернативного пристрою зсуву зображення 75 - дзеркальна призма, 76-двогранне дзеркало, 7 7-лшійний двигун Фігура 4 Телевізійне зображення площини ЗІНИЦІ 18 - отвір ЗІНИЦІ, 19 - центрувальне перехрестя, 20- зображення центрувальних світлових ДІОДІВ Фігура 5 Результати рефрактометричних вимірювань ока 21 28 - телевізійні зображення ЗІНИЦІ ока з освітленими ізодюптрійними зонами, 29 - синтезована карта рефракції ока Рефрактометр з просторовим розділенням, функціональна схема якого показана на фіг 1, має освітлювальну систему у складі джерела ЛІНІЙНО поляризованого світла високої яскравості і оптичної колімаційної системи, яка створює пучок паралельних променів з діаметром у площині перетину на ЗІНИЦІ менше 1мм і діаметром декілька десятків мікрометрів на СІТКІВЦІ Центральний промінь пучка співпадає з оптичною віссю об'єктива 5 Площина поляризації зорієнтована відносно СВІТЛОПОДІЛЬНОІ призми 2 таким чином, щоб світло повністю відбивалося в бік ока 3 Світлоподільна призма призначена для виконання ще однієї важливої функції Вона перешкоджає проходженню у бік об'єктива світла, відбитого та розсіяного на рогівці, але пропускає світло, розсіяне і деполяризоване на СІТКІВОб'єктив 5 призначений для формування зображення освітленої зони СІТКІВКИ в площині просторового фільтру 7 Фільтр виконано у вигляді круглої мікродіафрагми або круглого мікроекрану на прозорій плоско-паралельній пластині Об'єктив 5 призначений також для формування зображення ЗІНИЦІ в площині світлочутливої поверхні фотоприймача 8 Пристрою 6 надано функцію зсуву зображення СІТКІВКИ відносно нерухомого просторового фільтру 7 Цей пристрій може бути реалізований у вигляді оптико-механічного блоку, який показано на фіг 2, фіг 3 або іншим способом Пристрій, зображений на фіг 2, містить револьверну головку, в якій розміщено потрібну КІЛЬКІСТЬ плоско-паралельних оптичних пластин 14 з різними осьовими товщинами d або різними показниками заломлення п Із геометричної оптики відомо, що пучок світла, який фокусується у точці А1 (фіг 2) при проходженні через пластину зсувається і фокусується у точці А11, відстань між якими [11] п-1 d є= Тому заміна однієї пластини на іншу з іншою товщиною d або іншим показником заломлення п призводить до зсуву точки А" ВЗДОВЖ оптичної осі Двигун 12 призначений для повороту головки 13 і встановлення тієї або іншої пластини 14 в зону розповсюдження променів, що надходять з об'єктиву Інший, альтернативний пристрій зсуву зображень показано на фіг 3 Для здійснення зсуву він має систему двогранних дзеркал Перше двогранне дзеркало виконано на прямокутній призмі 75 шляхом нанесення дзеркального покриття на и оптичні грані Друге двогранне дзеркало зібране із окремих дзеркал Воно має можливість до зсуву 8 паралельно самому собі за допомогою приводу 17 Телевізійна камера з фотоприймачем 8 призначена для створення зображення радужки і ЗІНИЦІ на екрані монітора комп'ютера під час центрування приладу відносно оката під час проведення реєстрації ізодюптрійних зон ЗІНИЦІ Фотоприймачем зображень може слугувати матриця типу ФПЗЗ [12] зі світлочутливими мікроелементами Пристрій вводу відеосигналу 9 призначено для перетворення у цифрову форму відеосигналу з наступною передачею його у пам'ять комп'ютера 10 для зберігання і обробки Комп'ютер призначено для здійснення операцій центрування приладу відносно ока, збереження і обробки отриманої інформації, представлення карт рефракції ока на екрані монітора Для здійснення операції центрування між оком і СВІТЛОПОДІльною призмою введено чотири центрувальні СВІТЛОВІ діоди, спектр випромінювання яких око не помічає Вони розташовані таким чином, щоб їх уявні рефлексні зображення, створені передньою поверхнею рогівки, приблизно співпадали з площиною радужки і знаходилися у зоні отвору ЗІНИЦІ Функціонування рефрактометра здійснюється утри етапи Перший - центрування або суміщення візуальної осі ока з оптичною віссю приладу Другий - реєстрація зображення ЗІНИЦІ разом з її ІЗОДІоптрійними зонами, які мають іншу яскравість по відношенню до зображення отвору ЗІНИЦІ Третій обробка результатів виконання другого етапу та їх відображення Для центрування рефрактометра вмикається живлення світлових ДІОДІВ 11 Випромінювач освітлювальної системи переводиться у режим малої яскравості, при якій сітківка ока пацієнта не подразнюється Якщо просторовим фільтром є мікродіафрагма на непрозорому екрані, то для збільшення доступу світла до фотоприймача вона переміщуються у положення, яке на фіг 1 показано штриховими ЛІНІЯМИ Пристрій 6 приводиться у стан, при якому на екрані монітора спостерігається чітке зображення ЗІНИЦІ І СВІТЛОВИХ ДІОДІВ, КОЛИ ОКО знаходиться на робочій відстані від рефрактометра Пацієнт фіксує погляд на випромінюванні від освітлювальної системи Тим самим забезпечується проходження пучка променів через жовту пляму - фіксаційну зону СІТКІВКИ, через яку проходить візуальна вісь ока Шляхом осьових і поперечних переміщень рефрактометра відносно ока пацієнта знаходять таке його положення, коли на екрані монітора з'являється чітке зображення радужки, що свідчить про правильне встановлення робочої відстані (фіг 4) За допомогою поперечних переміщень приладу відносно оптичної осі ока здійснюється центрування приладу, для чого використовується перехрестя 19 Кінцевою метою центрування є встановлення зображень центрувальних світлових ДІОДІВ 77 на ЛІНІЯХ перехрестя симетрично його центральній точці Якщо в цей момент око пацієнта є фіксованим на спостереженні випромінювання освітлювальної системи, то оптична вісь рефрактометра і візуальна вісь ока співпадають Другий етап починається за командою опера 54570 тора або автоматично в момент досягнення суміщення оптичної осі рефpaісгометра і візуальної осі ока Для цього спочатку вимикається живлення світло ДІОДІВ 11, випромінювач освітлювальної системи переводиться у режим найбільшої яскравості, мікродіафрагма 7 повертається на оптичну вісь Пристрій 6 встановлюється у положення, яке відповідає крайньому значенню діапазону вимірювань абераційної рефракції Світло, розсіяне на жовтій плямі, заповнює всю зіницю ока і створює оптичною системою ока "повітряне" зображення освітленої зони СІТКІВКИ Внаслідок несталості аметропії по ЗІНИЦІ ока це зображення утворюється від різних ділянок ЗІНИЦІ на різних відстанях від ока (розтягується вздовж візуальної осі) Тому його вторинне зображення, створене об'єктивом 5 у зоні розташування мікродіафрагми 7, буде також розтягнутим вздовж оптичної осі і розміщеним на різних відстанях від заднього фокуса цього об'єктива в залежності від значень аметропії у ВІДПОВІДНИХ ділянках ЗІНИЦІ Промені, які надходять від різних зон ЗІНИЦІ З однаковою аметропією, будуть фокусуватися на однаковій відстані від об'єктива Тому через отвір мікродіафрагми 7 пройдуть промені, які відповідають певному значенню аметропії Внаслідок цього на світлочутливій поверхні фотоприймача отримується зображення ізодюптрійних зон ЗІНИЦІ При переміщенні вторинного зображення освітленої зони СІТКІВКИ вздовж оптичної осі рефрактометра за допомогою пристрою 6 через отвір мікродіафрагми будуть проходити промені від інших ізодюптрійних зон Вони будуть створювати на фотоприймачі різні СВІТЛОВІ картини, фіг 5, поз 21 28 Якщо функцію просторового фільтру виконує мікроекран, то ізодюптрійні зони будуть утворювати на фоні світлого зображення отвору ЗІНИЦІ відповідну картину тіней Перевага застосування мікроекрану полягає в тому, що при виконанні процедури центрування пластину з мікроекраном не потрібно видаляти із зони розповсюдження променів Синхронізація відеозапису і моменту переміщення вторинного зображення на визначену величину дозволяє зробити серію кадрів із зображенням на них різних ізодюптрійних зон ЗІНИЦІ З ВІДПОВІДНИМИ значеннями рефракції Синхронізація може бути здійснена апаратно або за допомогою спеціальної комп'ютерної програми Ізодюптрійні зони ЗІНИЦІ, які відрізняються на визначену величину (крок) аметропії, реєструються на 10 50 (КІЛЬКІСТЬ кроків) відеокадрах за короткий час (долі секунди) Пристрій 9 дає можливість в реальному масштабі часу зберегти ці зображення у пам'яті комп'ютера Під час виконання третього етапу комп'ютер виконує відповідну обробку відеокадрів (цифрову фільтрацію, сегментацію, регресію або апроксимацію, тощо) Поєднання комп'ютером в одну картину різних за рефракцією ізодюптрійних зон дає 10 повну рефракційну карту ЗІНИЦІ ока (фіг 5, поз 29) Таким чином у рефрактометрі, що заявляється, використанням пристрою відеозапису з високочутливим швидкодіючим багатоелементним фотоприймачем, який має високе просторове розділення, застосуванням швидкодіючої і точної оптико-механічної системи зсуву зображення СІТКІВКИ, синхронізованій із відеозаписом, та введенням до приладу додаткової функції - центруванням оптичної системи відносно ока, досягається підвищення точності і швидкодії рефрактометра За рахунок використання пристрою вводу відеосигналу у пам'ять комп'ютера, а також завдяки комп'ютерній обробці інформації, суттєво підвищується продуктивність приладу Використання нерухомого просторового фільтру і простих за будовою оптико-механічних переміщувачів зображення СІТКІВКИ спрощує механічну систему рефрактометра Створення одним об'єктивом зображень ЗІНИЦІ І СІТКІВКИ спрощує оптичну систему приладу Використані джерела інформації 1 М С Смирнов Измерение волновой аберрации глаза Биофизика 6, с 776-794,1961 2 Van den Brink Measurement of the geometrical aberrations of the eye Vision Res 2, pp 233-244, 1962 3 H M Сергиенко Офтальмологическая оптика M Медицина, 1991 -с 142 4 R Н Webb, С М Penney, and К D Thompson Measurement of ocular local wavefront distortion with a spatially resolved refractometer Applied Optics 31, pp 3678-3686, 1992 5 J Liang, A new method to precisely measure the wave aberrations of the human eye with a Hartmann-Shack wave-front sensor, Ph D dissertation (University of Heidelberg, Heidelberg, Germany), 1991 6 J Liang, В Grimm, S Goelz, and J F Bille Objective measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wavefront sensor J Opt Soc Am A 11, pp 1949-1957, 1994 7 J Liang and D R Williams Aberrations and retinal image quality of the normal human eye J Opt Soc Am A 14, pp 2873-2883, 1997 8 J Liang, D R Williams, and D T Miller Supernormal vision and high-resolution retinal imaging through adaptive optics J Opt Soc Am A 14, pp 2884-2892, 1997 9 US Patent 5,258,791 Spatially resolved objective auto refracto meter Nov 2, 1993 10 S G El Hage and Berm F Contribution of the crystalline lens to the spherical aberration of the eye J Opt Soc Am 63, pp 205-211, 1973 11 Б H Бегунов, H П Заказнов, С И Кирюшин, В И Кузичев Теория оптических систем М Машиностроение, 1981 - с 432 12 Ю Р Носов, В А Мишин Основы физики приборов с зарядовой связью М Наука, 1986с319 11 12 54570 //* і Фіг.1 17 14" Фіг.2 Фіг.З Фіг.4 13 14 54570 Фіг.5 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюRefractometer with spatial resolution
Автори англійськоюChyzh Ihor Henrikhovych, Sokurenko Viacheslav Mykhailovych
Назва патенту російськоюРефрактометр с пространственным разрешением
Автори російськоюЧиж Игорь Генрихович, Сокуренко Вячеслав Михайлович
МПК / Мітки
МПК: A61B 3/02, G02B 17/00, A61B 3/10, A61B 3/14
Мітки: рефрактометр, просторовим, розділенням
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-54570-refraktometr-z-prostorovim-rozdilennyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Рефрактометр з просторовим розділенням</a>
Попередній патент: Валковий млин
Наступний патент: Гідравлічний демпфер-підресорник підвіски
Випадковий патент: Композиція нанокапсульованого рифаксиміну для селективної деконтамінації кишечнику