ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК A61B3/00 

Изобретение относится к измерительным приборам с лазерами, а именно офтальмологическим приборам и может быть использовано для выявления аметропии, подбора очковых линз и лечебных упражнений.

Существует прибор для определения параметров зрения и подбора очковых линз [1] представляющие собой таблицы, содержащие ряды значков, распознаваемых пациентом по опросу врача. Таблицы имеют специальное освещение и употребляются совместно с набором пробных очковых линз. Существенным недостатком такого прибора является неточность определения аметропии из-за неявных качественных оценок наблюдаемой таблицы.

Наиболее близким по технической сущности является офтальмологическое устройство для определения аметропии с помощью лазерной рефpакции [2]
Прибор состоит из лазерного излучателя, освещающего диффузионоотражающий цилиндрический экран. Экран приводится во вращение электродвигателем. Ось вращения экрана имеет возможность изменять свое положение относительно наблюдателя, определяя таким образом меридианальное сечение при проведении исследования глаз.

Определение рефракции производится путем компенсации аметропии пробными очковыми линзами, либо с помощью специальной метрологической системы типа телескопа, установленной перед наблюдателем. Полная компенсация легко определяется по отсутствию движения спекл-структуры.

Недостатками этого устройства являются:
Использование диффузно отражающего экрана, требующего освещения его со стороны наблюдателя лазерным источником со значительного расстояния, что не позволяет создать компактной конструкции устройства, необходимость использования лазера большой мощности и возможность случайного попадания нерассеянного лазерного излучения в глаза наблюдателя.

Для создания устройства, позволяющего выявить наличие аметропии в любом меридианальном сечении глаза, использования лазеров малой мощности и уменьшения габаритов, предлагается данное устройство.

В предлагаемом устройстве, включающем последовательно установленные по оптической оси лазер и диффузно рассеивающий экран, особенностью является то, что в него введены дополнительно последовательно расположенные расширитель лазерного излучения и механизм угла падения лазерного излучения на диффузно рассеивающий экран, а диффузно рассеивающий экран установлен неподвижно. В устройстве используется иной по сравнению с прототипом принцип создания пространственной интерференционной структуры, позволяющей выявить наличие аметропии в любом меридианальном сечении глаза. Причем движение спекл-структуры в одном направлении укажет на наличие дальнозоркости, а движение в противоположном направлении на наличие близорукости.

Для осуществления этого принципа в предлагаемом устройстве используется изменение угла падения когерентного излучения на экран в плоскости, определяющей меридиан исследования глаза. Рассмотрим этот принцип. Пусть матовое стекло G (фиг.1) освещается параллельным лазерным пучком. В плоскости Е, расположенной на расстоянии L от матового стекла, наблюдаются спеклы результат интерференции вторичных когерентных волн от рассеивающих элементов экрана.

Предположим, что сначала пучок падает по нормали к поверхности стекла G. Повернем падающий пучок на некоторый малый угол j и сравним получившуюся при этом спекл-структуру с той, которая наблюдалась при нормальном падении пучка на матовое стекло. Теория и опыт показывают, что для выбранного объекта обе спекл-структуры будут практически одинаковыми в пределах некоторого угла поворота Q. Значение угла Q определяется степенью шероховатости поверхности стекла и для объяснения работы прибора не имеет существенного значения. Поворот падающего пучка на угол j меньший Q приводит просто к смещению спеклов в плоскости Е на величину j х L.

Матовое стекло необязательно освещать параллельным пучком. В приборе может быть использован как сходящийся или расходящийся, так и параллельные лазерные пучки. Эффект останется тем же. При изменении направления пучка, освещающего матовый экран, интерференционная картина (а следовательно, картина спеклов) также будет менять свое положение (как бы покачиваться) в пространстве до и после экрана и лишь в плоскости экрана интерференционная картина не будет изменять своего положения.

Механизм изменения угла падения обеспечивает попадание лазерного излучения по нормали к неподвижному экрану (или с отклонением в пределах угла сканирования не более ±15^о от нормали), что позволяет эффективно использовать излучение лазеров малой мощности, т.к. индикатрисса рассеяния диффузно пропускающего экрана имеет максимальное значение в направлении прямого прохождения света.

Использование неподвижного экрана, работающего на просвет, и размещение механизма вблизи экрана позволяет создать устройство компактной конструкции.

Таким образом, отличительные признаки изобретения являются существенными, т.е. необходимы для достижения технического результата.

На фиг. 1 показано смещение спекл-структуры при изменении угла падения лазерного излучения на диффузно рассеивающий экран; на фиг. 2 оптическая схема устройства для применения в офтальмологии.

Примером конкретной реализации является устройство, включающее лазер 1 (ЛГН-20ВА, λ= 0,63 мкм, мощность 1 мВт), поворотное зеркало 2 для удобства компановки схемы, расширитель лазерного излучения 3 (одиночная линза), механизм изменения угла падения 4 на экран, выполненный в виде зеркала, снабженного электродвигателем для осуществления автоматического сканирования в плоскости в пределах ±15^о и закрепленного с возможностью поворота вокруг оси А в пределах 0 180^о, диффузно рассеивающий экран 5 (матированное стекло).

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1 отражается от поворотного зеркала 2, попадает в расширитель лазерного излучения 3, осуществляющий согласование размеров лазерного пучка с размерами диффузно рассеивающего экрана, расширяется и попадает после отражения от сканирующего зеркала механизма 4 на экран 5, закрепленный неподвижно. В статическом режиме при неподвижном механизме пациент, смотрящий на экран, обнаруживает неподвижную спекл-структуру, механизм 4 осуществляет изменение направления распространения лазерного пучка в плоскости по пилообразному закону с периодом Т 15 с приостановкой сканирования в первоначальной точке. Время приостановки зеркала (неподвижности спеклов) составляла (0,2-1) с. Приостановка изменения угла падения излучения позволяет пациенту легче и точнее определить наличие и направление движения спеклов, либо отсутствие движения.

Угол сканирования 2ϕ≈30^о был выбран меньше угла расходимости пучка α при этом устройство имеет максимальную эффективность по использованию энергии лазера, что позволяет использовать в устройстве лазеры малой мощности, т.к. индикатрисса рассеяния используемого экрана обычно имеет максимум в направлении прямого прохождения света. Кроме того, размещение механизма 4 в непосредственной близости от экрана позволяет полнее использовать мощность лазера.

Изменение угла падения осуществляется в одной плоскости, определяющей меридиан, по которому будет исследоваться глаз. Конструкция механизма 4 позволяет за счет поворота вокруг оси А устанавливать плоскость изменения угла падения излучения в любом меридиане. Направление исследуемого меридиана может быть выбрано в пределах 0-180^о.

Изобретение относится к измерительным приборам с лазерами, а именно офтальмологическим приборам и может быть использовано для выявления аметропии, подбора очковых линз и лечебных упражнений. Офтальмологическое устройство содержит последовательно установленные по оптической оси лазер и диффузно рассеивающий экран, а особенностью устройства является то, что в него дополнительно введены установленные между лазером и диффузно рассетвающим экраном последовательно расположенные расширитель лазерного излучения и механизм изменения угла падения лазерного излучения на диффузно рассеивающий экран, позволяющий устанавливать плоскость, в которой происходит изменение угла падения излучения, в любом меридиане, а диффузно рассеивающий экран установлен неподвижно. Устройство позволяет выявлять аметропию в любом меридианальном сечении глаза, а использование в устройстве лазера малой мощности совместно с расширителем лазерного излучения позволяет создать компактные приборы применяемые, как с диагностической, так и лечебной целью. 2 ил.

ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно установленные по оптической оси лазер и диффузно рассеивающий экран, отличающееся тем, что в него дополнительно введены установленные между лазером и диффузно рассеивающим экраном последовательно расположенные расширитель лазерного излучения и механизм изменения угла падения лазерного излучения на диффузно рассеивающий экран, позволяющий устанавливать плоскость, в которой происходит изменение угла падения излучения, в любом меридиане, а диффузно рассеивающий экран установлен неподвижно.