基于ARM的屈光度仪的设计

　　引言

　　人眼在出现近视(myopia)、远视(hyperopia)的情况下，都是平行光在视网膜上不能正常聚焦，近视为前聚焦，远视为后聚焦。而散光(astigmatism)则是角膜表面非正球面(不同方位的折光率不同)，平行光在视网膜上形成焦线，视物不清或物像变形。因此需要人为的佩带不同曲光度(球镜、柱镜、光轴)的眼镜。这些问题的出现都是人眼前端部分(角膜与晶状体)的非正常化的结果，其反应为视网膜上成像的图像与正常的人眼的成像有所不同。因此本文利用该原理，通过一束波长为 940nm 的红外灯照射人眼，根据该红外灯在人眼视网膜成像并返回环图像，进行处理、分析出人眼前端的变化情况，为配镜提供科学可靠的数据。对于传统的屈光度仪在目前的检测标准中不能满足要求的现状和可扩展性欠缺的情况，本文阐述了我们开发的基于S3C44B0X 的新型屈光度仪的设计的改进。

　　1方案

　　1.1 光路设计

　　为实现在红外光照射人眼后，通过 CMOS 摄像头拍摄红外光在眼底成像的图像，再通过一系列的计算，得出相关的曲光度信息，我们参考了传统的屈光度测量光路的构造原理。图1 简要的描述了计算相关光路的构成，940nm 红外发光二极管(1) 发出的光经聚光镜(2) 聚光后,经过测量透镜 (3)，经接力透镜(4)、析光镜(A)和平面镜(5)的反射，到物镜(6) 并投影到受检眼的视网膜上, 形成光斑。受检眼视网膜散射的像经过物镜(6)和平面镜(5)的反射，通过析光镜(4), 再由平面镜(7) 反射, 再经测量透镜 (8)的光斑，通过分划板 (B)的遮挡,变成环状光圈，经接力透镜(9)、摄像透镜(10) ，成像到检测 CCD (11) 上。系统中视网膜与 CMOS 摄像头处于共轭位置，且各透镜位置固定不变。

　　通过该光路，可以保证在相同红外光照射下，CMOS 得到的光环能正确反映出曲光度的信息，这为系统的数据采集提供了可行光路平台。同时固定个光路系统可以有效的解决原先光学系统中的补偿存在的不精确问题。

　　1.2 电路部分实现原理

　　图2 中CCD 用于眼球监视和瞳孔对准, CRT 显示屏用于显示眼球、瞳孔、测量状态、结果等，在实现CRT 显示结果之前，需要将眼球图像和保存在显示存储器中的数据进行叠加;CMOS 测量人眼视网膜反射回的图像,保存到图像存储器中，保存的过程需要使用 CMOS 自身的行、场、像素同步信号对图像存储器的地址进行发生;步进马达用于云雾图的定位;LED 分别为 940nm 红外发光二极管和眼球外部靶环照明光源, 该光源使眼球能清晰在 CRT 显示器成像;电位器 PD 用来测量人眼瞳距的电位器，用于判断左右眼。测量结果通过 CRT 给予显示，也可选择将结果打印。