王成 1朱俊 1熊利能 1董建荣 1[ ... ]张大伟 3,**
作者单位
摘要
1 上海理工大学健康科学与工程学院,生物医学光学与视光学研究所,医用光学技术与仪器教育部重点实验室,上海 200093
2 上海市杨浦区市东医院眼科,上海 200438
3 上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海现代光学系统重点实验室,上海 200093
近视是一种常见眼病,已成为中国青少年视力下降的主要原因。近视防控是一个关系国家和民族未来的大问题,已经上升为国家战略。当前近视防控的有效手段之一就是建立屈光发育档案,并根据数据给出眼屈光度的预测。然而,目前市面上并没有一款专用于屈光发育档案数据采集的设备。笔者基于前期研究,结合干涉、波像差和图像分析等技术建立了眼屈光度与生物参数一体化测量系统,主要测量眼轴长度、角膜曲率、前房深度和屈光度等参数。使用组内标准差、测试重复性、变异系数和组内相关系数评估了实验样机测量的可重复性。通过比较实验样机和IOL Master 500的测量结果,验证了实验样机测量结果的准确性和一致性。从组内标准差和测试重复性的数值可以看出:眼生物参数和屈光度测量都有很高的重复性;眼生物参数的变异系数均低于3%,眼轴长度和角膜曲率的变异更小(≤0.256%);组内相关系数均高于0.6。说明测量结果具有较高的一致性。实验样机与IOL Master 500测得的眼轴长度、角膜曲率、前房深度数值无显著差异(P>0.05),说明实验样机测量结果的准确性很高。这些结果表明这样的一体化设计能完成基本的眼屈光度和生物参数测量。随着技术的迭代,该系统有望成为近视防控专用的屈光档案数据采集设备,为近视防控提供必要支撑。
医用光学 近视 眼生物参数 屈光度 干涉 波像差分析 一体化 
中国激光
2023, 50(9): 0907208
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
渐进多焦点镜片以其独特的优势崭露头角, 适用人群越来越广泛。为了对其进行快速、精确检测, 提出了一种低成本、装置简单、易操作的渐进多焦点镜片屈光度检测方法。基于透射式条纹偏折法, 通过对镜片引起的光线偏折角进行计算可以快速得到整个镜片屈光度的分布。文中对屈光度检测方法的优缺点进行综述。对透射式条纹偏折法原理进行了分析和研究; 构建了基于透射式条纹偏折法的实验装置, 介绍了系统中的相机标定和相位解算技术; 对渐进多焦点镜片进行屈光度检测实验, 对结果进行分析, 并与VM-2000进行数据对比实验。结果表明该方法能有效、快速地检测渐进多焦点镜片的屈光度分布, 也可推广应用到其他透镜的检测。
条纹偏折法 相位测量 相机标定 自由曲面 屈光度 fringe deflection method phase measurement camera calibration Free-form surface diopter 
光学技术
2022, 48(5): 597
李岳毅 1,*丁红昌 1,2张雷 3,4赵长福 1[ ... ]王艾嘉 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 重庆研究院, 重庆 401135
3 郑州轻工业大学 电气信息工程学院, 河南 郑州 450002
4 中国烟草总公司 郑州烟草研究院, 河南 郑州 450001
针对瞳孔区域屈光度识别准确率低、检测效率低等问题, 本文提出一种基于改进Y0L0v3深度 神经网络的瞳孔图像检测算法。首先构建用于提取瞳孔主特征的二分类检测网络Y0L0v3-base,强化 对瞳孔特征的学习能力。然后通过迁移学习, 将训练模型参数迁移至 YOLOv3-DPDC(Deep Pupil Diopter Classify), 降低样本数据分布不均衡造成的模型训练困难以及检测性能差的难题, 最后采用 Fine-tuning调参快速训练YOLOv3多分类网络, 实现了对瞳孔屈光度快速检测。通过采集的1200张 红外瞳孔图像进行实验测试, 结果表明本文算法屈光度检测准确率达91.6%, 检测速度可达 45 fps, 优于使用Faster R-CNN进行屈光度检测的方法。
瞳孔屈光度检测 深度学习 YOLOv3网络 多尺度特征 机器视觉 pupil diopter detection, deep learning, YOLOv3, mu 
红外技术
2022, 44(7): 702
徐海飞 1何勇 1,2,*
作者单位
摘要
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
2 先进固体激光工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 210094
提出了一种测量渐进多焦点镜片屈光度的方法,可用于精确测量大量程的单焦点镜片和渐进多焦点镜片的屈光度。基于泰伯干涉仪法研究镜片屈光度的测量原理,推导出最优屈光度测量公式,针对-8~8 D范围量程设计了泰伯干涉仪的主要参数,主要参数分别为光栅周期、光栅夹角、光栅间距。构建了移相式泰伯干涉仪测量系统,采用基于靶面坐标系和光栅坐标系的标定方法,并使用五步移相算法对莫尔条纹进行求解。对多种屈光度和渐进多焦点镜片进行多次实验测量,数据结果表明其测量误差优于0.1%。
测量 渐进多焦点镜片屈光度 最优测量公式 主要参数 标定方法 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1312001
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610065
2 四川大学空天科学与工程学院, 四川 成都 610065
3 四川大学华西医院眼科, 四川 成都 610065
为了提高获取角膜地形图的测量精度,将相位测量偏折术和传统Placido盘法相结合,研究了一种新型的人眼角膜地形图获取方法。将人眼顶点处的法线与相机光轴共线,且与显示器的法线平行。显示器上显示的二维正交条纹图经人眼反射后,被相机接收。利用相位提取算法和迭代算法得到显示器和人眼角膜的坐标,再根据两者的几何关系,进而得到人眼角膜地形图。数值模拟表明模型眼的曲率半径和屈光度的测量精度理论上可达±14.7 μm和±0.07D。最后实验上对曲率半径与人眼接近的球面元件进行了测量验证,结果表明,本方法具有测量精度高、装置简单、成本低等优点。
相位测量偏折术 Placido盘法 角膜地形图 曲率半径 屈光度 phase measurement deflectometry placido disk systems corneal topography radius of curvature diopter 
光学与光电技术
2021, 19(3): 100
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
自由曲面镜片的发展和普及,对现有的屈光度测量方法提出了挑战,也要求新的测量方法具有更高的精度以及更好的可靠性。因此,介绍了传统哈特曼检测法测量眼镜片屈光度的测量原理并提出了一种改进方法,对球面单焦点镜片和散光镜片进行仿真测量的屈光度误差均在1%以内。对改进方法与传统方法测量所得到的渐进多焦点自由曲面镜片屈光度分布图的分析结果表明,改进哈特曼检测法相比于传统哈特曼检测法具有测量范围大,精度高的特点,能够准确反映眼镜片的屈光度分布特征。
应用光学 哈特曼法 自由曲面镜片 屈光度 applied optics Hartmann method freeform spectacle lens diopter 
光学技术
2020, 46(2): 129
江慧绿 1,2李超宏 1廖娜 1,2厉以宇 1,2陈浩 1,2,*
作者单位
摘要
1 温州医科大学眼视光学院, 浙江 温州 325027
2 温州医科大学附属眼视光医院, 浙江 温州 325027
自适应光学扫描激光眼底成像系统研究是当前研究的一个热点。利用Badal系统、变形镜和夏克-哈特曼波前传感器设计了一种可调焦的自适应光学激光扫描眼底成像系统,通过视标引导,调节Badal系统中的透镜间距,实现人眼低阶像差校正。根据系统调焦及工作原理,分析了Badal系统最佳参数,并对系统参数进行设计,采用Zemax光学软件对系统进行仿真及优化。仿真结果表明,设计的系统点列图光斑小于衍射极限,各屈光度斯特列尔比值均大于0.8,甚至低屈光度下的斯特列尔比可达0.95,不同屈光度下各视场调制传递函数(MTF)曲线接近衍射极限,正常人眼视网膜面上系统理论分辨率约为2.29 μm,接近衍射极限分辨率(2.11 μm),能够对-6~6 m -1屈光不正的人群实现眼底视网膜清晰成像。
光学设计 眼底成像系统 屈光补偿 像质评价 
激光与光电子学进展
2019, 56(2): 022202
作者单位
摘要
1 浙江工业大学 理学院, 杭州 310023
2 乌克兰国家科学院信息记录研究所, 乌克兰 基辅 03113
为了填补我国学术界和产业界在压贴三棱镜的国产化设计、制作以及测试等方面工作的空白, 研究了压贴三棱镜镜片结构设计理论, 并推导了压贴三棱镜镜片透过率以及畸变的计算公式, 数值模拟了不同材料、不同棱镜度数的压贴三棱镜的透过率以及压贴三棱镜的畸变情况.数值模拟结果表明: 与现有PVC材料相比, PMMA材料具有更大的阿贝系数和更小的材料吸收率, 是一种制作低成本压贴三棱镜的理想材料.利用金刚石切割工艺制作出精密的压贴三棱镜模版, 模版的表面光洁度达到14级, 并采用热压工艺, 在温度为180 ℃压力为130 kg/cm2的工艺参数下制作出不同棱镜度数的压贴三棱镜样片, 验证了以PMMA材料为基材、采用热压工艺制作压贴三棱镜的可行性.为了测试压贴三棱镜样片的实际棱镜度(Δ), 自主设计并搭建了压贴三棱镜棱镜度测量系统.实验结果表明: 对低(10Δ)、中(20Δ)、高(30Δ)三组压贴三棱镜样片的棱镜度测试结果与理论值的偏差分别为0.01Δ、0.04Δ和0.02Δ.所有样品的棱镜度偏差均符合国家医用棱镜的标准.因此, 所制作的压贴三棱镜样片具有较高的光线偏折精度, 为治疗儿童斜视疾病提供了一种高质量、低成本的产品方案.
菲涅尔棱镜 贴压三棱镜 斜视 透过率 棱镜度 Rigid Fresnel prisms Press-on prisms Strabismus Transmittance Prism diopter 
光子学报
2017, 46(11): 1123003
作者单位
摘要
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
渐进多焦点眼镜片能够同时满足视远与视近的需求, 其应用日益广泛。介绍渐进多焦点镜片的基本结构、设计与评价方法, 在此基础上根据国家标准规定的镜片有效区域实际屈光度与名义值差值小于0.1m-1的要求, 对渐进多焦点镜片的面型进行了公差分析。通过对镜片面型方程及球面度方程求解偏微分推导出屈光度与面型相关的公差公式。举例对屈光度增量2.5 m-1(6.5 m-1~9 m-1)的渐进面进行设计评价与公差分析, 该设计实例公差分析结果表明: 面型最敏感处公差值为0.1 μm, 为镜片加工的控制精度提供理论依据。
渐进多焦点眼镜片 设计 评价 屈光度 公差分析 progressive addition lenses design evaluation diopter tolerance analysis 
应用光学
2016, 37(4): 517
作者单位
摘要
浙江工业大学理学院, 杭州 310023
为了降低眼球的自动调节功能对屈光度测量的影响, 建立了敞开视窗型自然验光仪光学系统。对该系统的光学成像特性、屈光度测量方法等进行研究, 提出了一种通过测量眼底反射像环的厚度来验光的方法(简称环厚法), 同时还设计了一组适合环厚法的调焦光路来实现。首先, 介绍了敞开视窗型自然验光仪的光路结构及工作原理。接着, 通过理论分析得出屈光度与远点距之间的关系, 并提出环厚法用于测量远点距。然后, 在 Zemax软件中建立相应的光学模型进行仿真测试, 最后, 通过搭建相应的光学系统对九种模拟眼进行实验测量。实验结果表明: 九种模拟眼测量的相对误差控制在 7%以内。该光学系统具备结构紧凑、成本低、准确、稳定可靠等特点, 能够满足屈光度测量的要求。
视觉光学 自然验光仪 环厚法 屈光度 visual optics natural refractor ring thick method diopter Zemax Zemax Matlab Matlab 
光电工程
2013, 40(7): 50

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