LVT一2 す馐泳跆匦圆舛ㄒ堑纳杓

　　孙文德

　　(杭州第二光学仪器厂)

　　利用激光干涉条纹法测定人眼视力的研究，近年来引起人们的普遍重视。用这种方法测定视力，几乎不受眼球光学系统性能的影响，即使眼球光学系统有明显的缺陷，如白内障、角膜混浊、高度屈光不正、不规则散光及圆锥角膜病等，只要稍微有点间隙能让二束极细的激光通过，仍可进行测定，确定其视网膜功能是否正常。据此原理，人们相继研制出了各种形式的激光视力测定仪器。国外几年之前就有此类仪器供应市场，国内也有许多单位着手研制出了激光干涉视力仪样机。我们与浙江大学光仪系在1981年研制成了LVT一1型激光视力检查仪[1] ，经浙江医科大学附属第一医院眼科和附属第二医院眼科临床试用，仪器的主要功能达到了设计要求，但亦发现了一些有待改进的问题:

　　1.用此仪器检查时，需由病人自己述说是否看见干涉条纹。医生在检查过程中，看不到千涉条纹的变化状况，无法监视检查过程。

　　2.由于此仪器无适当的背景光组，不能改变干涉条纹和视场的衬度，所以不能测定眼睛的调制传递函数。可是，人眼视力分级评价，特别是利用激光定量评价视网膜功能，是当前眼科研究的一个重要内容，也是在视力测定上的一个重要突破。据医师分析，眼睛的调制传递函数今后将成为一个常规检查项目。

　　为适应眼科检查发展的需要，我们对LVT-1型激光视力检查仪作改型设计。本文就眼睛的调制传递函数测定原理，以及改型后的LV卜2型激光视觉特性测定仪的结构设计原理作一阐述。

　　眼睛调制传递函数测定原理

         视力，就是分辨二维物体的形状和位置的能力。它不仅与视网膜的视觉功能有关，而且与物体的亮度，周围的对比度等因素有关。例如在照度暗弱的室内可以清楚地看电影，而在明亮的阳光下，却看不清同样的电影。所以视力仅仅是在某种条件下对特定的能力作的比较评价，还缺少普遍意义。为了进一步对视觉系统的特性作出更正确的评价，目前在眼科中引进了光学领域中的调制传递函数(ModulationTranferFunetion，简写MTF)概念:

　　式中M 0(u）为固定物的调制度，M（ u）为象的调制度。但视网膜上象的调制度M（ u）难以测定，因此对视网膜的MTF的测定是将M（ u）固定，测M 0(u）的变化来计算MTFo

　　假使视网膜上的激光干涉条纹的闭值物理调制度为，可感觉闭值心理调制度为，那么视网膜的调制传递函数为:

　　根据Weber定律，若眼的适应亮度为B，可辨认的亮度差为△B，则△B/B为定值。因此，若保持视网膜的平均照度为一定，那么可感觉的调制度S Tu(旧也保持定值。此时

　　K为一常数。故在保持视网膜的平均照度为恒定的情况下，MTF由闭值物理调制度决定。

　　为了在改变激光干涉条纹的调制度时，保持平均照度不变，我们可以在仪器的光路中设置一块起偏镜P 1，使激光在垂直方向偏振(参见图1)，它在视网膜上产生强度按正弦分布的干涉条纹。如果在光路中，再放置一块检偏镜B，检偏镜的方向和水平方向成角，那么视网膜上干涉条纹的光强分布为:

　　另外，用钨丝灯发出非相干光，经干涉滤光片与激光相匹配，然后经起偏镜P 2，使它成为水平方向的偏振光。通过检偏镜B投射在视网膜上为均匀的背景光。它的光强是中。式中Iu为钨丝灯光滤出的单色光光强。视网膜上总的光强为:

　　(6)式平均光强等于无关。这样保证了视网膜平均照度为定值的条件。调制度

　　测得检偏镜B的方向中，就可算出干涉条纹的物理调制度，其倒数中就是视网膜的MTFo

　　LVT一2型激光视觉特性仪设计原理

　　改型后的仪器，除了能测定视网膜的视力(LVA)外，还增加了测定视网膜的MTF的功能，能够进行视网膜的视觉特性研究。所以LVT一2型称为激光视觉特性测定仪。为了便于医师在检查过程中监察情况，在仪器上增加了一组监视光路系统。仪器的光学原理见图1。

　　仪器中测定LVA的光路系统与LVT一1型[‘’基本相同。在LvT一1型中，激光视力的读数是用机械传动，通过一组读数齿轮带动视力指示盘来读出的，不够方便。我们想在改型的

　　仪器上采用数学显示，使M 2的移动带动一线性电位器W 1的中心触点，其输出电压正比于M 2的移动量，经模数运算，显示出LvA值。

         为了测定视网膜的调制传递函数，我们在仪器中增设了一组背景光组。光源T L采用钨丝灯，它发出的非相干光经透镜L 5，干涉滤光片C F匹配成和激光波长相一致，再由起偏镜汽将它偏振成为水平方向偏振光，然后经DDp，L 3检偏镜B，L 4到达眼睛的视网膜上，形成均匀的背景光I uo。转动检偏镜B，改变对比度1 0/I u，使视网膜的调制度下降到眼睛刚好无法分辨该空间频率卜的条纹存在，此时的调制度M(旧的倒数就是视网膜的MTF。让检偏镜B的转动带动线性电位器W 2的中心端，电压就和中成正比，利用电子线路算出小，用数字显示出MTF值。

　　在光路中还设置了一块45 。放置的半透半反镜H，将干涉光路的一部分折转90 。，然后再用透镜L。会聚在监视者的眼中。就可以在旁侧监视检查过程。

　　为了更正确地检查视网膜各个方向上的视功能，以确定眼睛有否散光或病眼的平均视力功能，条纹可定位在左45 。、垂直、右45 。和水平四个方位上。仪器通过旋转单个杜夫棱镜D来改变条纹的方向，这样结构简单，重量轻。改型后的仪器，增加了背景光路系统和监视光路系统，既可测视网膜的LVA，又可测MTF。采用同路光相干系统，光学结构比较紧凑，对振动稳定。

　　利用本仪器测定视力是一种与传统视力检查不同的新的视力评价方法。其特点是可以直接把视网膜的视觉特性进行定量分析。由于测定时可以忽略眼球折射系统的影响，再加上激光对于眼球透光体的混浊的穿透要比一般光源更强，所以在眼球有折射异常、白内障、角膜混浊存在时也可以测定。并能鉴另l]视力障碍的产生究竟是由于眼球还是由视网膜中枢而来。眼睛的调制传递函数(MTF)对眼睛的某些疾患非常敏感，可以作为眼疾患的质变监示和随访的重要手段。这在监床诊断以及视觉研究上是很有价值的。

　　LvT一2型激光视觉特性测定仪在检查时仍需由病人述说是否看见千涉条纹，它仍是一需由病人自己确认其视力值的主观性仪器，而不能由仪器本身或医师来客观地作出判断。是目前国内外这类视力仪的主要缺点。

　　参考文献

        [l]孙文德，《应用激光，，4，No.1，41(1984).

　　[2]河原哲夫等，临床眼科，33No.3，1979.

　　[3]Hitoshiohzu:OPt.Aeta，乏6，No.8，1979.