发明内容
本实用新型为了解决现有的问题,提供一种眼底相机照明单元、眼底相机光学系统以及眼科设备。
为了解决上述问题,本实用新型采用的技术方案如下所述:
一种眼底相机照明单元,用于提供环形照明方式照亮被检眼的眼底,包括:眼底照明光源,用于提供所述被检眼的眼底照明;导光单元,包括朝向所述眼底照明光源的第一端面、接触所述被检眼的角膜的第二端面,所述导光单元用于将所述眼底照明光源的光从所述第一端面传输至所述第二端面;角膜接触光学部件,包括第三端面和第四端面,所述第三端面用于接触所述被检眼的角膜进行探测及成像,所述第四端面内嵌于所述导光单元的所述第二端面。
优选地,所述导光单元是外照环装置,所述第一端面和所述第二端面之间设置围合面,所述围合面的内表面采用光滑的镜面或者白色漫射面将所述眼底照明光源的光从所述第一端面传输至所述第二端面;所述围合面的外表面通过发黑或者涂黑处理隔绝所述眼底照明光源的光。
优选地,所述导光单元是多个导光部件构成的导光阵列,所述导光阵列呈环形分布。
优选地,所述眼底照明光源由多个发光光源组成,或者由一环形光源构成。
优选地,所述导光单元的所述第二端面与所述角膜接触光学部件的第四端面是曲率相同的弧面。
优选地,所述眼底照明光源由红外光源和白光光源中的至少一种构成。
本发明还提供一种眼底相机光学系统,用于对被检眼进行检测,包括:OCT成像单元、如上任一所述的眼底相机照明单元及眼底相机成像单元。
优选地,所述OCT成像单元依序包括OCT光源、光纤耦合器、参考臂单元、探测器、计算机及样品臂单元;所述样品臂单元包括偏振控制器、准直镜、光路扫描装置、眼后节OCT样品臂单元、光程调节装置;所述光程调节装置通过移动眼后节OCT成像的等干涉面用于不同深度的所述被检眼的视网膜的测量。
优选地,所述光程调节装置通过驱动所述准直镜及所述光纤耦合器的样品臂端光纤的整体沿光轴平移用于调整样品臂光路光程。
本发明还提供一种眼科设备,包括如上任一项所述的眼底相机光学系统。
本实用新型的有益效果为:提供一种眼底相机照明单元、眼底相机光学系统以及眼科设备,通过采用角膜接触光学部件的形式接触被检眼并结合导光单元限制被检眼的活动,从而有利于对于能够对配合度不佳的人员如婴幼儿,或者动物,进行眼底成像及OCT检测。
进一步地,本发明采用导光单元结合角膜接触光学部件设置,避免光路镜片反光进入成像光路。
进一步地,本发明采用角膜接触光学部件外接导光单元实现简便的眼底照明方案,光路结构紧凑,器件少,降低仪器复杂度;节约成本。
再进一步地,采用角膜接触光学部件外接导光单元并结合眼后节OCT系统实现被检眼的OCT检测,并能够获得被检眼眼轴长度。
再进一步地,将眼底相机技术与眼后节OCT和角膜接触光学部件结合,有利于操作者能够直接观测被检眼眼底情况,并指导操作眼后节OCT对相应部位进行扫描断层成像。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本实用新型进行详细的介绍,以使更好的理解本实用新型,但下述实施例并不限制本实用新型范围。另外,需要说明的是,下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构思,附图中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形状、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例1
如图1所示,一种结合OCT成像的眼底相机光学系统,用于对被检眼进行检测,包括:
OCT成像单元、眼底相机照明单元及眼底相机成像单元。
继续如图1所示,OCT成像单元,包括OCT光源1101、光纤耦合器1103、参考臂单元112、探测器1141、计算机1143及样品臂单元。
其中,参考臂单元112可包括参考臂光路透镜1121、参考臂反射镜1123。
其中,样品臂单元包括偏振控制器1105、准直镜1107、光路扫描装置1109、眼后节OCT样品臂单元、光程调节装置11070。
其中,光程调节装置11070能够驱动准直镜1107及光纤耦合器1103样品臂端光纤头(未图示)的整体沿光轴平移,实现调整样品臂光路光程的作用,从而实现被检眼不同深度部位的OCT成像。
其中,光路扫描装置1109,可由一维或者多维扫描机构构成,图1中示意了二维扫描装置包含第一扫描装置11091及第二扫描装置11093。
OCT成像单元110光路包括OCT光源1101,其输出的光经过光纤耦合器1103向样品臂单元和参考臂单元112提供光。参考臂单元具有已知长度并通过参考臂反射镜1123将光反射回到光纤耦合器1103中。样品臂单元向被检被检眼E提供光,来自样品散射回来的光经过样品臂单元、偏振控制器1105与参考臂的反射回来的光在光纤耦合器1103中发生干涉,干涉光被探测器1141探测到,再经过计算机1143处理,最后显示出被测样品的OCT图像。通过光路扫描装置1109对样品进行扫描,实现OCT的断层扫描成像。
其中,OCT光源1101输出波长为近红外光。
如图2所示,OCT成像单元能获得视网膜厚度等被检眼结构重要参数。而眼后节OCT样品臂单元包括分光镜1207、调屈镜1205、前置透镜1203以及角膜接触光学部件1201。
当进行眼后节OCT成像时,从光纤耦合器1103样品臂端光纤头出射的光,经准直镜1107准直,经光路扫描装置1109的反射。此时光路扫描装置1109由计算机1143控制进行扫描,光束经过光路扫描装置1109反射后,再经分光镜1207反射,穿过调屈镜1205、前置透镜1203以及角膜接触光学部件1201,最后经过被检眼E会聚到被检眼眼底Er。眼后节OCT成像光路系统的探测光束满足扫描光束中心线汇聚于被检眼瞳孔附近,而任意时刻OCT光束聚焦于被检眼眼底Er。
其中,眼后节OCT成像光路调屈镜1205,针对不同被检眼(其屈光度不同),通过调节调屈镜1205,使得OCT光束都能汇聚于被检眼眼底Er。即光束聚焦于视网膜上,这样能有效提高视网膜测量时,OCT图像的信噪比及横向分辨率。
分光镜1207可对OCT光源1101输出光进行反射,对眼底照明光源1901发出的光进行透射。
光程调节装置11070针对被检眼眼轴长的不同进行光程调节,以实现眼后节OCT图像的采集。
角膜接触光学部件1201通过于被检眼E的角膜Ec表面涂人工泪液等能亲和角膜Ec的物质后,接触被检眼角膜Ec,来进行系统探测及成像。
眼底相机照明单元用于提供眼底照明红外光及白光闪光等环形照明方式照亮眼底,以便于成像光路实现眼底的红外预览成像及闪光灯拍照成像,包括:
眼底照明光源,用于提供所述被检眼的眼底照明;
导光单元,包括朝向所述眼底照明光源的第一端面1、接触所述被检眼的角膜的第二端面2,所述导光单元用于将所述眼底照明光源的光从所述第一端面1传输至所述第二端面2;
角膜接触光学部件,包括第三端面3和第四端面4,所述第三端面3用于接触所述被检眼的角膜进行探测及成像,所述第四端面4内嵌于所述导光单元的所述第二端面2。
如图3所示,在本实用新型的一种实施例中,所述导光单元是外照环装置1903,包括朝向所述眼底照明光源1901的第一端面1、接触所述被检眼的角膜Ec的第二端面2、以及所述第一端面1和所述第二端面2之间设置围合面,所述围合面的内表面采用光滑的镜面或者白色漫射面将所述眼底照明光源1901的光从所述第一端面1传输至所述第二端面2;所述围合面的外表面通过发黑或者涂黑处理隔绝所述眼底照明光源1901的光。
角膜接触光学部件1201,包括接触所述被检眼的角膜Ec进行探测及成像的第三端面3,内嵌于所述外照环装置1903的所述第二端面2的第四端面4。
进一步地,围合面还起到匀光的照明,以照亮眼底一定范围区域。
眼底相机照明单元的眼底照明光源1901出光,经外照环装置1903,再经被检眼角膜Ec,被检眼眼底Er。
在本实用新型的一种实施例中,外照环装置1903的所述围合面是环形结构,所述第二端面2的投影结构面积小于所述第一端面1的投影结构面积,从而更好的将所述眼底照明光源1901的光从所述第一端面1传输至所述第二端面2。
在本实用新型的另一种实施例中,所述眼底照明光源1901由多个发光光源组成,或者由一环形光源构成;所述眼底照明光源1901由红外光源和白光光源中的至少一种构成,可以是红外光源或者白光光源分别构成,或者红外光源或者白光光源组合而成。
在一种优选地实施例中,所述外照环装置1903的所述第二端面2与所述角膜接触光学部件1201的第四端面4是曲率相同的弧面。
在进一步优选的实施例中,所述角膜接触光学部件1201的第三端面3是一个弧面,且所述弧面的曲率与所述被检眼的角膜曲率匹配设置。另外采用角膜接触光学部件1201的形式,通过角膜接触光学部件1201接触被检眼E,并起到略微限制被检眼E的活动,从而有利于对于难配合的被检眼E的检测。
在一种具体的实施例中,外照环装置1903的制作可采用3D打印透明树脂,或者注塑的形式加工,之后朝眼底照明光源1901第一端面1及接触角膜Ec的第二端面2做透光处理,而围合面的内表面制作成镜面形成内反射,从而增加导光效率。同时,为了避免内部的光溢出镜面,围合面的外表面额外添加遮光或者消光处理,避免照明杂散光进入成像光路而影响眼底相机成像。
如图4所示,在本实用新型的另一种实施例中,所述导光单元是多个导光部件2903构成的导光阵列,所述导光阵列呈环形分布。眼底相机照明单元的眼底照明光源2901出光,经照明透镜2902,入射导光部件2903,再经被检眼角膜Ec,被检眼眼底Er。可以理解的是,第一端面1和第二端面2可以透射眼底照明光源2901发出的光。眼底照明光源2901可以由多个发光光源组成。眼底照明光源2901可由红外光源或者白光光源分别构成,或者组合而成。
其中,导光部件2903可采用光纤,或者由光学塑胶件加工或者注塑制成的部件。
在一种优选地实施例中,导光阵列的第二端面2与与角膜接触光学部件1201前表面相同曲率的弧面,以使得二者之间的过渡更加平滑。
在进一步优选的实施例中,所述角膜接触光学部件1201的第三端面3是一个弧面,且所述弧面的曲率与所述被检眼的角膜曲率匹配设置。
本实用新型通过设置角膜接触光学部件和导光单元方便对被检眼进行检测,尤其针对配合度不佳的人员如婴幼儿,或者动物;
进一步地,采用导光单元结合角膜接触光学部件设置,避免光路镜片反光进入成像光路;
在进一步地,本实用新型的光路结构紧凑,器件少,节约成本。
如图5所示,眼底相机成像单元由角膜接触光学部件1201、前置透镜1203、调屈镜1205、分光镜1207、成像镜1209、摄像装置1211构成。眼底相机成像单元用于实现眼底的红外预览及白光闪光拍照成像的功能。
从被检眼眼底Er反射和散射的光,经被检眼E、角膜接触光学部件1201、前置透镜1203,再被调屈镜1205调节屈光度,该光又经分光镜1207及成像镜1209,再到达摄像装置1211,从而获得眼底图像。
其中,调屈镜1205移动使得不同被检眼眼底Er能够与摄像装置1211共轭,从而得到眼底的清晰像。由于眼底成像单元与OCT成像单元共用调屈镜1205,对不同屈光度人眼进行检测时,能同时满足眼底OCT成像质量以及眼底成像清晰度。
本实用新型中由于参考臂是固定的,因而参考臂的光程不变,要实现不同被检眼的测量,需改变样品臂的光程。
如图6所示,hRetinal表征:眼底OCT图像顶端到OCT图像中被检眼眼底Er的OCT信号所对应的光程。上图中2个矩形框表征不同部位的OCT测量范围,矩形框只是示意,实际扫描区域可为扇形等结构。其中不同部位的OCT测量范围,可通过光程调节装置11070的移动来实现。
测视网膜OCT图像样品臂光程为LSampleRetinal,其表征从光纤耦合器1103到被检眼视网膜Er的光程。具体的LSampleRetinal光程表征为,从光纤耦合器1103出光,经准直镜1107,经光路扫描装置1109及分光镜1207的反射,再经过调屈镜1205、前置透镜及角膜接触光学部件1201,最后经过被检眼E会聚到被检眼眼底视网膜Er的光程。
LSampleRetinal光程由两部分构成,眼后节样品臂实时光程LRetinal和视网膜OCT图像顶端到OCT图像中视网膜信号的光程hRetinal。眼后节样品臂实时光程LRetinal,表征从光纤耦合器1103到视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置RDK2的光程,即LsampleRetinal=LRetinal+hRetinal。
当光程调节装置11070处于复位位置时,眼后节样品臂实时光程LRetinal,表征从光纤耦合器1103到视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置RDK1的光程。由于系统采用角膜接触光学部件1201,其接触被检眼角膜Ec进行探测,故角膜Ec顶点到RDK1的光程LRDK1toEc是系统设定值,即为已知量。
由于被检眼眼轴长不都相同,但该OCT系统的参考臂长度固定,本实用新型采用的方法是,添加光程调节装置11070,使得眼后节OCT成像的等干涉面进行移动。本实用新型采用整体沿光轴平移准直镜1107及样品臂光纤头的方式实现不同深度的视网膜的测量。在本实用新型的另一种实施例中,也可添加直角棱镜或角锥棱镜等让光路发生多次折转,再通过平移直角棱镜或角锥棱镜的方式实现光程改变。
OCT系统找后节视网膜信号,光程调节装置11070光程改变量为X。此时眼后节样品臂实时光程LRetinal,表征从光纤耦合器1103到视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置RDK2的光程。
当光程调节装置11070改变光程距离为X时,视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置从RDK1向后移动到RDK2的位置,其中RDK1与RDK2的距离为X,如图5所示。
而光程调节装置11070的光程改变量X,可采用多种方法测得,如步进电机、音圈电机带动,计算移动量;或者采用光栅尺、容栅尺等计算移动量等等。
从而得被检眼眼轴长Leye满足:
Leye=LRDK1toEc+X+hRetinal
hRetinal能从眼后节OCT图像中测得,因而根据上式能够得到被检眼眼轴长。
容易理解的是,若OCT成像单元的探测深度较深,超过被检眼的眼轴长Leye。此时便无需平移光程调节装置11070。此时被检眼眼轴长Leye满足:
Leye=LRDK1toEc+hRetinal
由于测量被检眼眼轴长Leye对于研究被检眼的屈光变化有重要的参考价值,而本实用新型采用角膜接触光学部件1201结合眼后节OCT成像技术,能够采用被检眼眼轴长,尤其适合于配合度不佳的人员如婴幼儿,或者动物,故该系统具有重要的实际使用价值。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本实用新型的保护范围。