一种用于近视防控的光路系统的制作方法

1.本实用新型涉及视力防控装置技术领域，尤其涉及一种用于近视防控的光路系统。


背景技术：

2.眼轴增长是造成人眼近视的主要因素之一，尤其是对处于快速成长期的青少年人群，因此采用红光照射视网膜对青少年近视防控具有积极影响。研究表明，采用650nm的长波红光直接照射视网膜，可有效抑制眼轴长度的增长。其工作原理在于：该波段的穿透性强，因此红光穿透视网膜后同时作用于脉络膜，由于650nm红光具有温热效应，会使脉络膜小叶的小动脉开口处的瓶颈样狭窄开放，增加进入小叶的血流量，从而使微循环血量增加，脉络膜厚度增厚，巩膜不缺氧，因此能使变薄的脉络膜恢复到正常的厚度，为巩膜提供充足的氧，改善了眼底的血液循环，从而近视度数不再加深。其次，650nm的红光能让视网膜上皮色素细胞分泌多巴胺，有效抑制眼轴过度增长。
3.目前，哺光治疗设备通常是采用双筒结构，每个筒对应一只眼睛，通过机械结构可调节双筒之间的间距以适配人眼，使双眼看到的红光像重合。其中，单筒的基本光路可以为：红色波长的光从光源出射，经过透光元件后进入人眼，并照射在视网膜上。
4.上述哺光治疗设备采用的红光光源无论发光led或激光二极管，均为近似的固视光源，其发光面积较小，当人眼直视光源或观察经过透镜变换后的光源像时，人眼会调节中心凹正对光源本身，并且看到中心亮度较高的一个圆斑。当人眼调节明视位置使光源像变清晰时，中心亮斑的尺寸会减小，并且亮斑的亮度会进一步升高，视觉刺激增加进而会引起人眼不适。并且，除了光源尺寸较小导致直视光源引起较强视觉刺激之外，该方案还存在一个负面影响。当红光能量更多的集中在黄斑区中心时，而周边黄斑区的红光能量非常弱，导致对黄斑区脉络膜的照明刺激不均匀，进而导致对脉络膜的温热效应和刺激不均匀，最终会影响红光照射抑制眼轴增长的实际效果。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种用于近视防控的光路系统，以解决现有技术中的哺光治疗设备的红光能量集中导致视觉刺激不适、哺光不均匀，影响红光照射抑制眼轴增长的实际效果的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于近视防控的光路系统，包括：激光源、匀光板和照明投影系统，其中，
7.所述匀光板和所述照明投影系统设置于所述光路系统的输光通道内，所述激光源设置于所述输光通道的入口端；
8.所述匀光板贴合设置于所述激光源的光线输出端，以散射所述激光源发射的光线；
9.所述照明投影系统设置于所述匀光板远离所述激光源的一侧，且与所述匀光板间
隔设置，以收集所述匀光板发射的散射光线，并将所述散射光线投射至用户瞳孔。
10.可选地，所述照明投影系统包括：照明透镜和投影透镜，
11.所述照明透镜设置于所述匀光板远离所述激光源的一侧，且与所述匀光板间隔设置，以收集所述散射光线，并将所述散射光线投射至所述投影透镜；
12.所述投影透镜与所述照明透镜间隔设置，以将所述散射光线投射至用户瞳孔。
13.可选地，在所述照明透镜远离所述匀光板的侧面贴合设置有出瞳面，以使投射至所述出瞳面上的光斑能量均匀分布。
14.可选地，所述匀光板位于所述照明透镜的前焦面上，以使所述散射光线均匀照射于所述出瞳面上。
15.可选地，
16.所述出瞳面位于所述投影透镜的前焦面处，以使所述散射光线均匀投射至用户瞳孔位置。
17.可选地，
18.用户的瞳孔位于所述投影透镜的后焦面处，以使所述出瞳面上各个位置发出的光通过所述瞳孔照射至用户眼底。
19.可选地，所述系统还包括：结构光形成结构，
20.所述结构光形成结构设置于所述输光通道内，位于所述照明透镜和所述投影透镜之间，且所述结构光形成结构与所述出瞳面的位置重合，以收集所述照明透镜投射的所述散射光线，以设定遮挡方式遮挡投射至用户眼底中心凹的光线，形成设定图案；
21.所述投影透镜将所述结构光形成结构所形成的图案投射至用户瞳孔，并通过人眼在用户眼底形成设定图案的红光照射区域。
22.可选地，所述结构光形成结构以透射遮挡方式或反射遮挡方式遮挡所述出瞳面上均匀的能量分布，形成所述设定图案。
23.可选地，所述结构光形成结构为透明平板，所述透明平板上设置有应用所需的结构光的遮光部分的图案，以使所述出瞳面上均匀的光斑经过所述透明平板后光斑附加结构光的图案信息，
24.所述透明平板的中心区域为不透光区域，并以透射遮挡的方式将从所述出瞳面出射的散射光线，通过所述投影透镜投射至所述用户瞳孔。
25.可选地，所述结构光形成结构为反射镜，所述反射镜的中心区域为中空结构，
26.所述输光通道为折叠通道，所述照明透镜出射的所述散射光线投射至所述反射镜上，通过所述反射镜将所述散射光线反射至所述投影透镜，并通过所述投影透镜将所述散射光线投射至用户瞳孔。
27.可选地，所述系统还包括：固视光源，
28.所述固视光源设置于所述反射镜远离所述投影透镜的一侧，且所述固视光源发出的光通过所述反射镜的中空结构投射至所述投影透镜。
29.可选地，所述匀光板采用具备光散射性质的材料制备而成。
30.本实用新型提供的用于近视防控的光路系统，通过在输光通道内设置匀光板和照明投影系统，该匀光板贴合设置于激光源的光线输出端，以使激光光束打在匀光板后，去除激光的准直性，使红光散射向后传播，并通过照明投影系统将散射光线投射至用户瞳孔，可
以实现眼底均匀的面照明分布，以使眼在哺光过程中看到大直径的均匀面光斑的视觉效果，以降低对人眼的视觉刺激并提高周边黄斑区的红光照射强度，实现均匀的哺光治疗，提高抑制眼轴增长的效果。
31.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本实用新型提供的一种用于近视防控的光路系统的结构示意图；
34.图2为本实用新型提供的另一种用于近视防控的光路系统的结构示意图；
35.图3为本实用新型提供的又一种用于近视防控的光路系统的结构示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.参照图1，示出了本实用新型提供的一种用于近视防控的光路系统的结构示意图。如图1所示，该用于近视防控的光路系统可以包括：激光源11、匀光板12和照明投影系统(13和14)，其中，
38.匀光板12和照明投影系统(由13和14共同组成)可以设置于该光路系统的输光通道内。
39.激光源11可以设置于输光通道的入口端。在本示例中，激光源11可以发射650nm的红光，由于650nm红光具有温热效应，会使脉络膜小叶的小动脉开口处的瓶颈样狭窄开放，增加进入小叶的血流量，从而使微循环血量增加，脉络膜厚度增厚，巩膜不缺氧，因此能使变薄的脉络膜恢复到正常的厚度，为巩膜提供充足的氧，改善了眼底的血液循环，从而近视度数不再加深。当然，不仅限于此，在具体实现中，激光源11还可以发射其它波长的红光，具体地，对于激光源11发射的红光的波长值可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。
40.匀光板12贴合设置于激光源11的光线输出端，以散射激光源11发射的光线。在本示例中，匀光板12可以是采用具备光散射性质的材料制备而成的，例如，匀光板12可以为毛玻璃等具备光散射性质的材料制成。
41.在具体实现中，匀光板12可以紧贴激光源11放置。其中，该匀光板12可以为毛玻璃或其它对光可产生散射性质的材料，这样设置的目的在于使红光打在匀光板12后，去除其激光的准直性，使红光散射向后传播。此时光源经过匀光板12后可等效为发散的面光源，面
光源的尺寸为激光源11打在匀光板12上的光斑的尺寸，其发散角等于匀光板12对光的散射角。
42.照明投影系统(13和14)可以设置于匀光板12远离激光源11的一侧，且与匀光板12间隔设置，以收集匀光板12发射的散射光线，并将散射光线投射至用户瞳孔17。
43.本实用新型通过在用于近视防控的光路系统中增加匀光板和照明投影系统，从而可以使激光光束打在匀光板后，去除激光的准直性，使红光散射向后传播，并通过照明投影系统将散射光线投射至用户瞳孔，可以实现眼底均匀的面照明分布，以使眼在哺光过程中看到大直径的均匀面光斑的视觉效果，以降低对人眼的视觉刺激并提高周边黄斑区的红光照射强度，实现均匀的哺光治疗，提高抑制眼轴增长的效果。
44.接下来，结合具体实现方式对本实用新型提供的光路系统的结构进行详细描述。
45.在本实用新型的一种具体实现方式中，照明投影系统可以包括：照明透镜13和投影透镜14(如图1所示)。
46.在本示例中，透镜是指用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件。“照明”和“投影”为功能性描述，其具体实现可以为一片透镜或多片透镜组成的透镜组。照明透镜和投影透镜可形成了科勒照明的系统结构。
47.照明透镜13可以设置于匀光板12远离激光源11的一侧，且与匀光板12间隔设置，以收集通过匀光板12发射的散射光线，并将散射光线投射至投影透镜14。
48.投影透镜14可以与照明透镜13间隔设置，以将照明透镜13发射的散射光线投射至用户瞳孔17。
49.在本实施例中，照明透镜13和投影透镜14可以为采用相同材料制备而成，也可以采用不同材料制备而成。在照明透镜13和投影透镜14为采用相同材料制备而成时，照明透镜13和投影透镜14使用材料的透明度等参数可以是相同的，也可以是不相同的。具体地，对于照明透镜13和投影透镜14的制备材料和材料参数可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。
50.在本实用新型的一种具体实现方式中，在照明透镜13远离匀光板12的侧面贴合设置有出瞳面15，以使投射至出瞳面15上的光斑能量均匀分布。
51.在光学系统中，孔径光阑在光学系统像空间所成的像称为系统的“出瞳”。出瞳的位置(由出瞳距离表示)和直径(由出瞳直径表示)代表了出射光束的位置和口径。在本示例中，紧贴于照明透镜13后的机械结构孔径光阑即为出瞳面15。
52.在本实用新型的另一种具体实现方式中，匀光板12可以位于照明透镜13的前焦面上，以使散射光线均匀照射于出瞳面15上。即照明透镜13可以使匀光板12发射的散射光线经过照明透镜13后均匀的照射在其出瞳面15上。
53.在本实用新型的另一种具体实现方式中，出瞳面15可以位于投影透镜14的前焦面处，以使散射光线均匀投射至用户眼底16。即通过将照明透镜13的出瞳面15位于投影透镜14的前焦面处，可以使投影透镜14和人眼组成投影镜组，将出瞳面15上的光斑分布投影到用户眼底16，使人眼看到均匀的面光源。
54.在本实用新型的另一种具体实现方式中，用户瞳孔17位于投影透镜14的后焦面处，以使出瞳面15上各个位置发出的光通过用户瞳孔17照射至用户眼底16。
55.在本实施例中，照射透镜13的出瞳面15与人眼的眼底光学共轭，因此人眼实际看
到面光源分布就是出瞳面上的光斑分布的像，并根据投影透镜14的焦距成一定放大比例。由于出瞳面15与用户眼底16光学共轭，因此人眼实际观察到的圆形光斑就会存在中心部分的缺失，进而实现避免对中心凹的视觉刺激。
56.上述系统中的光斑物像关系如下所述：假设照明透镜的焦距为f1，直径为d1，则照明透镜能接收匀光板所发射的极限散射半角θ1为：tanθ1＝d1/(2*f1)。照明透镜出瞳面的极限直径与照明透镜的直径相同。出瞳面的发散半角θ1`与激光管在匀光板上的尺寸d相关：tanθ1`＝d/(2*f1)。假设投影透镜的焦距为f2，直径为d2，则瞳孔处光斑的直径d
瞳孔
为：d
瞳孔
＝2*f2*tanθ1`＝f2/f1，即投影透镜与照明透镜的焦距比。光斑在人眼瞳孔处的发散半角θ
瞳孔
为：tanθ
瞳孔
＝d1/(2*f2)。假设人眼的焦距为f3，则实际人眼眼底所见面光源尺寸大小d
眼底
为：d
眼底
＝2*f3*tanθ
瞳孔
＝f3/f2，即人眼焦距与投影透镜的焦距比。通常情况下，人眼的焦距为17mm。
57.在本实用新型的另一种具体实现方式中，光路系统还可以包括：结构光形成结构，该结构光形成结构可以设置于输光通道内，位于照明透镜13和投影透镜14之间，且结构光形成结构与出瞳面15的位置重合，以收集照明透镜13投射的散射光线，并以设定遮挡方式遮挡投射至用户眼底16中心凹的光线，形成设定图案。在本示例中，设定图案可以为环形图案等形状的图案，对于设定图案的具体形状可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。
58.投影透镜14可以将结构光形成结构所形成的图案投射至用户瞳孔17，并通过人眼在用户眼底16形成设定图案的红光照射区域。
59.在本实用新型的一种具体实现方式中，结构光形成结构可以以透射遮挡方式或反射遮挡方式遮挡出瞳面15上均匀的能量分布，形成设定图案。
60.本实用新型提供了两种结构光形成结构，接下来结合图2和图3对本实用新型提供的两种结构光形成结构分别进行如下详细描述。
61.针对第一种结构光形成结构：
62.参照图2，示出了本实用新型提供的另一种用于近视防控的光路系统的结构示意图。
63.在本实施例中，结构光形成结构可以为透明平板。如图2所示，该光路系统可以包括：激光源21、匀光板22、照明透镜23、投影透镜24、出瞳面25和透明平板26。该透明平板26上设置有应用所需的结构光的遮光部分的图案，该遮光部分的图案由黑色吸光材料或反射光材料构成，以使出瞳面25上均匀的光斑经过透明平板26后光斑附加结构光的图案信息。在本示例中，遮光部分的图案可以通过印制的方式设置于透明平板26上，也可以采用其它方式设置于透明平板26上，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。
64.该透明平板26的中心区域为不透光区域。透明平板26可以以透射遮挡的方式将从出瞳面25出射的散射光线，通过投影透镜24投射至用户瞳孔27。在本示例中，该不透光区域的面积小于出瞳面25的面积。
65.该不透光区域可以为黑色区域，不透光区域可以为一个圆形区域，也可以为其它形状的区域等，具体地，对于不透光区域的形状可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。
66.本实用新型通过设置透明平板26，且该透明平板26中心区域的不透光区域遮挡出
瞳面25中心处的光进入到后续系统中。由于出瞳面25与人眼的眼底光学共轭，因此人眼实际观察到的圆形光斑就会存在中心部分的缺失，进而实现避免对中心凹的视觉刺激。
67.针对第二种结构光形成结构：
68.参照图3，示出了本实用新型提供的又一种用于近视防控的光路系统的结构示意图。
69.本实施例提供的结构光形成结构可以为反射镜，如图3所示，该用于近视防控的光路系统可以包括：激光源31、匀光板32、照明透镜33、投影透镜34和反射镜35。
70.如图3所示，结构光形成结构可以为反射镜35，该反射镜35的中心区域为中空结构。
71.在本示例中，输光通道为折叠通道，如图3所示，照明透镜33出射的散射光线可以投射至反射镜35上，通过反射镜35可以将散射光线反射至投影透镜34，并通过投影透镜34将散射光线投射至用户瞳孔37。
72.反射镜35可以将其之前的光学元件的光轴折叠，使激光管31和匀光板32位于光路系统的侧面。其中，该反射镜35可以为平面反射镜，在中心区域可以存在一个圆孔(不仅限于圆形)。当红光从照明透镜33出射后，经过中空反射镜35的发射进入投影透镜34，由于反射镜35中间存在孔，因此中间部分的光不能被反射镜35反射而从孔继续向下射出，因此可以实现环形分布的光进入人眼。同时，可以避免对用户眼底36中心凹的视觉刺激。
73.在本实用新型的另一种具体实现方式中，哺光设备还可以包括：固视光源38，在本示例中，固视光源38可以为led灯等区别于红光的不同颜色的发光源。
74.固视光源38可以设置于反射镜35远离投影透镜34的一侧，且固视光源38发出的光可以通过反射镜35的中空结构投射至投影透镜34。
75.本实用新型通过增加固视光源，可以引导用户注视环形分布的中心，红光照射抑制眼轴增长的效果。
76.本实用新型提供的用于近视防控的光路系统，包括：激光源、匀光板和照明投影系统，其中，匀光板和照明投影系统设置于光路系统的输光通道内，激光源设置于所述输光通道的入口端，匀光板贴合设置于激光源的光线输出端，以散射激光源发射的光线。照明投影系统设置于匀光板远离激光源的一侧，且与匀光板间隔设置，以收集匀光板发射的散射光线，并将散射光线投射至用户瞳孔。本实用新型通过在输光通道内设置匀光板和照明投影系统，该匀光板贴合设置于激光源的光线输出端，以使激光光束打在匀光板后，去除激光的准直性，使红光散射向后传播，并通过照明投影系统将散射光线投射至用户瞳孔，可以实现眼底均匀的面照明分布，以使眼在哺光过程中看到大直径的均匀面光斑的视觉效果，以降低对人眼的视觉刺激并提高周边黄斑区的红光照射强度，实现均匀的哺光治疗，提高抑制眼轴增长的效果。
77.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。
78.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化
或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于近视防控的光路系统，其特征在于，包括：激光源、匀光板和照明投影系统，其中，所述匀光板和所述照明投影系统设置于所述光路系统的输光通道内，所述激光源设置于所述输光通道的入口端；所述匀光板贴合设置于所述激光源的光线输出端，以散射所述激光源发射的光线；所述照明投影系统设置于所述匀光板远离所述激光源的一侧，且与所述匀光板间隔设置，以收集所述匀光板发射的散射光线，并将所述散射光线投射至用户瞳孔。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照明投影系统包括：照明透镜和投影透镜，所述照明透镜设置于所述匀光板远离所述激光源的一侧，且与所述匀光板间隔设置，以收集所述散射光线，并将所述散射光线投射至所述投影透镜；所述投影透镜与所述照明透镜间隔设置，以将所述散射光线投射至用户瞳孔。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述照明透镜远离所述匀光板的侧面贴合设置有出瞳面，以使投射至所述出瞳面上的光斑能量均匀分布。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述匀光板位于所述照明透镜的前焦面上，以使所述散射光线均匀照射于所述出瞳面上。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述出瞳面位于所述投影透镜的前焦面处，以使所述散射光线均匀投射至用户瞳孔位置。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，用户的瞳孔位于所述投影透镜的后焦面处，以使所述出瞳面上各个位置发出的光通过所述瞳孔照射至用户眼底。7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：结构光形成结构，所述结构光形成结构设置于所述输光通道内，位于所述照明透镜和所述投影透镜之间，且所述结构光形成结构与所述出瞳面的位置重合，以收集所述照明透镜投射的所述散射光线，以设定遮挡方式遮挡投射至用户眼底中心凹的光线，形成设定图案；所述投影透镜将所述结构光形成结构所形成的图案投射至用户瞳孔，并通过人眼在用户眼底形成设定图案的红光照射区域。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述结构光形成结构以透射遮挡方式或反射遮挡方式遮挡所述出瞳面上均匀的能量分布，形成所述设定图案。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述结构光形成结构为透明平板，所述透明平板上设置有应用所需的结构光的遮光部分的图案，以使所述出瞳面上均匀的光斑经过所述透明平板后光斑附加结构光的图案信息，所述透明平板的中心区域为不透光区域，并以透射遮挡的方式将从所述出瞳面出射的散射光线，通过所述投影透镜投射至所述用户瞳孔。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述结构光形成结构为反射镜，所述反射镜的中心区域为中空结构，所述输光通道为折叠通道，所述照明透镜出射的所述散射光线投射至所述反射镜上，通过所述反射镜将所述散射光线反射至所述投影透镜，并通过所述投影透镜将所述散射光
线投射至用户瞳孔。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：固视光源，所述固视光源设置于所述反射镜远离所述投影透镜的一侧，且所述固视光源发出的光通过所述反射镜的中空结构投射至所述投影透镜。12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述匀光板采用具备光散射性质的材料制备而成。

技术总结
本实用新型提供了一种用于近视防控的光路系统，包括：激光源、匀光板和照明投影系统，其中，所述匀光板和所述照明投影系统设置于所述光路系统的输光通道内，所述激光源设置于所述输光通道的入口端；所述匀光板贴合设置于所述激光源的光线输出端，以散射所述激光源发射的光线；所述照明投影系统设置于所述匀光板远离所述激光源的一侧，且与所述匀光板间隔设置，以收集所述匀光板发射的散射光线，并将所述散射光线投射至用户瞳孔。本实用新型可以实现眼底均匀的面照明分布，以使眼在哺光过程中看到大直径的均匀面光斑的视觉效果，以降低对人眼的视觉刺激并提高周边黄斑区的红光照射强度，实现均匀的哺光治疗，提高抑制眼轴增长的效果。的效果。的效果。


技术研发人员：吴丹磊 和超
受保护的技术使用者：北京鹰瞳科技发展股份有限公司
技术研发日：2023.01.12
技术公布日：2023/7/17