红外偏心摄影验光仪的研究.docx

文章编号:100525630(2005)0620080205Ξ红外偏心摄影验光仪的研究叶宏伟1,李湘宁1,陈杰1,张振永2(1.上海理工大学光电学院,上海200093;2.上海市普陀区人民医院,上海200060)摘要:摄影验光是一种根据一定距离拍摄的眼瞳图像快速确定屈光误差的测量方法。通过光线追迹阐明了偏心摄影验光的基本原理。为了能够测量散光和提高测量性能,提出采用近红外发光二极管作为摄影验光仪光源并改进了光阑结构,引入由光源在视网膜上反射图像的照度斜率来判断屈光状态这一独特检测方法。对拍摄的模拟眼图像加以处理分析,验证该方案的可行性,作为进一步研制实用化摄影验光仪的理论依据。关键词:摄影验光仪;红外发光二极管;照度分布斜率;屈光状态中图分类号:TH786文献标识码:AStudyoninfraredeccentricphotorefractorYEHong2wei1,LIXiang2ning1,CHENJie1,ZHANGZhen2yong2(1.CollegeofOpticsandElectronics,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China;2.ThePeople′sHospitalofShanghaiPutuoDistrict,Shanghai200060,China)Abstract:Photorefractionisamethodwhichcanfastdeterminetherefractiveerrorbycapturingaframeofpupillaryimageremotely.Inthisarticle,themeasurementprincipleofphotorefractorisexplainedbytheresultsofraytracing.Inordertomeasuretheastigmatismandimprovetheperformance,anewphotorefractorisintroducedwhichsourceiscomposedoftheIRLEDandwiththechangedaperture.Thenewphotorefractordeterminestherefractivestatebytheslopeoftheintensityofthereflectiveimageproducedbysource.Thefeasibilityisprovedbytheprocessedimagesoftheartificialeyecapturedbytheapparatusinpractice.Itcanbethetheoreticbasefordevelopingtheappliedphotorefractor.Keywords:photorefractor;IRLED;slopeoftheintensity;refractivestate1引言摄影验光是根据拍摄光源在眼底的反射图像来确定人眼屈光度的一种测量方法。这种方法源自于1873年Cuignot发明的检影法。与其他客观验光法不同,采用摄影验光时,由于仪器与被检者有一定距离,不需要被检者严格配合,甚至不需固定被检者头部,因此检测过程十分简单、迅速,特别适用于婴幼儿、学Ξ收稿日期:2005204202基金项目:上海市高教发展基金资助项目(03GK13);上海市重点学科资助项目(T0501);上海市教委重点学科(四期)。作者简介:叶宏伟(19732),男,浙江定海人,硕士研究生,主要从事视光学方面的研究。·81·第6期叶宏伟等:红外偏心摄影验光仪的研究龄前儿童的视力普检等一些客体难以配合正常检测的应用场合。摄影验光仪是光、机、电一体化的测量仪器,从它诞生至今,一直伴随着光学器件和电子技术的进步而发展。近年来,图像传感器和计算机技术的快速发展,使得摄影验光仪的研制有了很好的技术支持,从而为各种新方案的尝试提供了可能。2偏心摄影验光的工作原理偏心摄影验光法最早由Kaakinen在1978年提出,随即引起广泛关注。后来,Howland采用一条光纤作为点光源制作试验装置,如图1所示,得到光源在视网膜上的反射图像,并根据图像的亮暗区域,利用光线追踪方法推导出了计算屈光度的具体公式1:E(1)D=2·A·DF·R式中,A为眼睛主面到摄像机镜头主面的距离;DF为眼瞳图像的暗区高度与眼瞳直径之比;R为眼瞳半1-1,X为远点径;E为点光源中心到摄像机光阑刀口边缘的偏心距;D为人眼相对屈光度,定义为D=距离。人眼部分(近视)光路图见图2。XA图1偏心摄影验光原理图2偏心摄影验光眼睛部分光路图(近视)由图2可见,偏心光源发出的光线进入人眼,由于近视,聚焦