【摘要】：眼睛作為人體重要的器官,其構(gòu)造十分奇妙、復(fù)雜與精致,具有精密的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),執(zhí)行著攝像功能和信息分析傳送功能,角膜總的屈光力一般為42.18D,而整個(gè)眼睛屈光力為58.60D左右,角膜屈光力約占整個(gè)眼睛屈光力的70%,且其屈光力主要由前表面決定,因此角膜前表面微小變化的形態(tài)都會(huì)最終影響到整個(gè)眼睛的屈光狀態(tài)分布,從而直接影響眼的視功能。角膜的病變可以分為物理病變(如劃傷、破損及疤痕等)與光學(xué)病變(如圓錐角膜、角膜邊緣變性等),通常針對(duì)這兩種病變,可用特定的視光學(xué)儀器來(lái)檢測(cè)與診斷,如角膜地形圖儀主要用來(lái)檢測(cè)光學(xué)病變,而裂隙燈顯微鏡主要用來(lái)檢測(cè)物理病變,本論文主要對(duì)這兩種儀器的照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)進(jìn)行了研究。本論文選擇了視光學(xué)儀器中較有代表性的這兩種儀器作為研究對(duì)象。對(duì)于角膜地形圖儀,根據(jù)人眼的明視覺(jué)光譜光視效率,CCD元件光譜響應(yīng)曲線,以及儀器對(duì)面光源照度與發(fā)光均勻性的要求,進(jìn)行了基于Placido盤的LED光源系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)其CCD成像系統(tǒng),則根據(jù)近軸成像公式計(jì)算了透鏡的初始結(jié)構(gòu),并利用Zemax進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),最后利用模型眼和人眼對(duì)根據(jù)上述設(shè)計(jì)所搭建的角膜地形圖儀系統(tǒng)進(jìn)行了檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在主波長(zhǎng)為625nm的基于Placido盤的AlGalnP紅色LED面光源照明的情況下,成像CCD上的黑白條紋環(huán)能滿足等間隔均勻分布,檢測(cè)精度可達(dá)到0.05屈光度,滿足了角膜地形圖儀對(duì)照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)的高對(duì)比度要求。對(duì)于裂隙燈顯微鏡,首先分析了三種典型的照明系統(tǒng),選取柯勒照明為其照明方式,其特征是由集光鏡和聚光鏡這兩組透鏡組成,燈絲經(jīng)集光鏡成像在聚光鏡,通過(guò)裂隙或者光圈將其投射到眼部。接著利用Zemax設(shè)計(jì)了集光鏡與聚光鏡,投射鏡直徑較小,可以減少像差同時(shí)提高景深,裂隙燈照明光源出射的光亮度高、照明均勻、裂隙清晰。對(duì)于成像系統(tǒng),分析了傳統(tǒng)體視裂隙燈顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在其基礎(chǔ)上將數(shù)碼型裂隙燈顯微鏡劃分為共用前置物鏡、伽利略望遠(yuǎn)鏡、攝影物鏡三部分,采用了平行式伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為改變倍率的方法,共可獲得五檔變倍效果。接著,研究了共用前置物鏡、伽利略望遠(yuǎn)鏡及攝影物鏡的光學(xué)特性與技術(shù)指標(biāo)要求,選取了合適的透鏡類型。最后,利用Zemax優(yōu)化系統(tǒng)使其在共軸時(shí)擁有良好的成像質(zhì)量基礎(chǔ),再將其過(guò)渡到非共軸情況,進(jìn)一步優(yōu)化后,結(jié)果顯示除40x時(shí)衍射極限較低外,在6x,10x,16x,25x情況下系統(tǒng)MTF曲線值在空間頻率為1151p/mm處基本大于0.2,點(diǎn)列圖顯示不同倍率下的彌散斑大小均基本小于艾里斑。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該光學(xué)系統(tǒng)具有良好的成像效果,且整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易加工,成本低,其性能很好地滿足了整機(jī)的要求。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH786
【圖文】：

基于

Ｐｌａｃｉｄｏ盤最早由Ａｎｔｏｎｉｏ邋Ｐｌａｃｉｄｏ于１８８２年設(shè)計(jì)并用于臨床應(yīng)用，它目前仍逡逑被用作是定量檢測(cè)角膜表面是否異常的方法［２（）］。發(fā)展到目前，市場(chǎng)上主要有四種逡逑類型的Ｐｌａｃｕｉｏ盤，如圖２．２所示，第一種是平面形，主要定性的觀察角膜表面逡逑形貌，裝置簡(jiǎn)單易操作，缺點(diǎn)是黑白條紋環(huán)數(shù)較少，測(cè)量不精確，多依據(jù)醫(yī)生主逡逑觀感覺(jué)？．第二種是小錐形Ｐｌａｃｉｄｏ盤，主要特點(diǎn)是黑白條紋環(huán)數(shù)較多，一般有３１－３５逡逑環(huán)，且工作距離短；第三種是大錐形Ｐｌａｃｉｄｏ盤，相對(duì)于小錐形來(lái)說(shuō)，能夠投射逡逑到角膜表面的黑白條紋數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)較少，但是工作距離長(zhǎng)，可以在角膜地形圖儀逡逑與測(cè)量眼之間加一些輔助器械，檢測(cè)時(shí)對(duì)病人來(lái)說(shuō)較舒適？，第四種是橢球形逡逑Ｐｌａｃｉｄｏ盤，與大錐形類似，一般有２２－２４個(gè)黑白條紋，工作距離較長(zhǎng)。本課題所逡逑采用的為橢球形Ｐｌａｃｉｄｏ盤［２１］。逡逑９逡逑

ｃ大錐形Ｐｌａｃｉｄｏ盤邐ｄ橢球形Ｐｌａｃｉｄｏ盤逡逑圖２．２四種不同面型Ｐｌａｃｉｄｏ盤逡逑２．３邋ＬＥＤ背光源的選擇逡逑本文采用的ＣＣＤ型號(hào)為ＳＯＮＹ的１ＣＸ４２４ＡＬ，其光譜敏感性與人眼明視覺(jué)逡逑光譜光視效率關(guān)系如圖２．３所示ｔ２２］。ＣＣＤ的光譜敏感性在５５０ｎｍ處達(dá)到最高，逡逑而人眼明視覺(jué)光譜光視效率在５７０ｎｍ附近達(dá)到最高，通常情況下應(yīng)選擇綠光作逡逑為背光源，但是由于綠光在正常眼屈光介質(zhì)中擁有良好的穿透率，約為８０％，而逡逑角膜本身對(duì)光的反射率也不高，因此若采用綠色光源，則在ＣＣＤ表面接收不到逡逑合適的光強(qiáng)，圖像的清晰度就會(huì)大打折扣［２＼逡逑——￣ＣＣＤ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋１邋ｓｅａｓｉｔ邋ｊｒ邋ｉＫ逡逑，0邐邐Ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｉｔｕｓｉｓｏｕｓ邋ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ邋ｏｆ邋ｈｕｍａｎ邋ｗｅ％逡逑丨ｌ逡逑４０

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2766755