CN102824159B - 眼底oct自动调屈系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种眼底OCT自动调屈系统，包括OCT成像主光路、注视点光路和自动调屈光路，OCT系统光源发出的光经屈光度调节镜、接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至OCT成像装置，注视点光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜入射到眼底，自动调屈光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至微透镜阵列，经所述微透镜阵列至成像元件，其中，所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离可调。在此还相应公开一种眼底OCT自动调屈设备，以及一种眼底OCT自动调屈方法。本发明能够根据不同人眼屈光度实现快速自动的眼底OCT调节。

Description

眼底OCT自动调屈系统、设备和方法

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别是眼底OCT自动调屈系统、设备和方法。

背景技术

光学相干层析成像(OCT，Optical Coherence Tomography) 是一种新兴的光学成像技术，相对于传统的临床成像手段来说，具有分辨率高、成像速度、无辐射损伤、价格适中、结构紧凑等优点，是基础医学研究和临床诊断应用的重要潜在工具。当前，在多种使用光学仪器的眼科设备中，用于眼科检查和治疗的OCT 装置已经成为眼科疾病诊断不可或缺的眼科设备。对于正视眼，使OCT成像光束和注视点光束恰好聚焦眼底，从眼底返回光能得到很好的OCT信号，但由于不同人眼还存在近视眼和远视眼的情况，若不能根据不同人眼屈光度快速自动实现调节，使得光束也能恰好聚焦眼底，则将无法方便可靠地适应不同人眼，快速得到产生较佳成像效果的OCT信号。 

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供能够根据不同人眼屈光度快速自动实现调节的眼底OCT自动调屈系统、设备和方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种眼底OCT自动调屈系统，其特征在于,包括OCT成像主光路、注视点光路和自动调屈光路，所述OCT成像主光路中，OCT系统光源发出的光经屈光度调节镜、接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至OCT成像装置，所述注视点光路中，注视点光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜入射到眼底，所述自动调屈光路中，自动调屈光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至微透镜阵列，经所述微透镜阵列至成像元件，其中，所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离可调。

优选地，所述屈光度调节镜与所述注视点光源之间依次设有第一二向色镜和第二二向色镜，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜全透射所述注视点光源发出的光，所述屈光度调节镜与所述OCT系统光源、所述OCT成像装置之间设有所述第一二向色镜，所述第一二向色镜全反射所述OCT系统光源发出的光，所述屈光度调节镜与所述自动调屈光源、所述微透镜阵列之间依次设有所述第一二向色镜、所述第二二向色镜和第三二向色镜，所述第一二向色镜全透射所述自动调屈光源发出的光，所述第二二向色镜全反射所述自动调屈光源发出的光，所述第三二向色镜部分反射所述自动调屈光源发出的光，并部分透射所述自动调屈光源发出的由眼底返回的光至所述微透镜阵列。

优选地，所述OCT系统光源与所述第一二向色镜之间设有第一准直透镜，所述注视点光源与所述第二二向色镜之间设有第二准直透镜，所述自动调屈光源与所述第三二向色镜之间设有第三准直透镜。

优选地，所述OCT成像主光路按照以下方式设置，所述OCT系统光源出光，经耦合器，光束分为两路，一路进入样品臂，一路进入参考臂，进入所述参考臂的光束，经参考臂光路透镜由参考臂反射镜反射，并沿原路返回到耦合器，进入所述样品臂的光束，经偏振控制器、样品臂光路调焦透镜、二维振镜由所述第一二向色镜反射至眼底，经眼底反射的光沿样品臂原路返回到所述耦合器，所述样品臂返回光和所述参考臂返回光在所述耦合器处发生干涉，该干涉信号经光谱仪光谱解调，模数转换后，给计算机，计算机处理并显示出OCT断层扫描图。

优选地，所述屈光度调节镜设置成可移动以实现所述距离的调节。

优选地，所述自动调屈光源的光路偏离所述屈光度调节镜的主光轴。

一种眼底OCT自动调屈设备，包括所述眼底OCT自动调屈系统、检测装置和控制装置，所述检测装置用于检测在所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离，所述控制装置用于比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列透镜元间的距离的大小，并根据比较结果，调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。

一种使用所述眼底OCT自动调屈系统进行自动调屈的方法，包括以下步骤：

检测在所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离；

比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列透镜元间的距离的大小；

根据比较结果，调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。

本发明有益的技术效果在于：

本发明能够使眼底OCT系统根据不同人眼屈光度，快速自动实现调节系统光路，使得光束能恰好聚焦眼底，实现系统成像效果最佳。

附图说明

图1为本发明眼底OCT自动调屈系统一个实施例的系统结构图。

图2（1）-图2（3）显示了本发明如何判断所需进行的自动调屈的原理；

图3为本发明眼底OCT自动调屈方法一个实施例的示意性流程图。

图中标号：

S、样品(人眼)

Er、人眼眼底

101、OCT系统光源

102、耦合器

103、参考臂光路透镜

104、参考臂反射镜

105、偏振控制器

106、样品臂光路调焦透镜

107、二维振镜X

108、二维振镜Y

109、二向色镜1

110、屈光度调节镜

111、接目物镜

201、光谱仪

202、PC

301、注视点显示屏

302、注视点光路调焦透镜

303、二向色镜2

401、自动调屈光源

402、自动调屈光路透镜

403、二向色镜3

501、微透镜阵列

502、成像元件

601、微透镜阵列的焦平面

602、汇聚光束时的聚焦面

603、发散光束时的聚焦面

701、汇聚光束的虚拟汇聚点

702、发散光束的虚拟汇聚点

A1、B1、C1 平行入射时光束聚焦点

A2、B2、C2 聚焦入射时光束聚焦点

A3、B3、C3 发散入射时光束聚焦点

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1，在一个实施例里，眼底OCT自动调屈系统，包括OCT成像主光路、注视点光路和自动调屈光路，所述OCT成像主光路中，OCT系统光源101发出的光经屈光度调节镜110、接目物镜111从眼底Er反射，返回经接目物镜111、屈光度调节镜110入射至OCT成像装置，所述注视点光路中，注视点光源301发出的光经所述屈光度调节镜110、所述接目物镜111入射到眼底Er，所述自动调屈光路中，自动调屈光源401发出的光经所述屈光度调节镜110、所述接目物镜111从眼底反射，返回经所述接目物镜111、所述屈光度调节镜110入射至微透镜阵列501，经所述微透镜阵列501至成像元件502，其中，所述屈光度调节镜110相对于所述接目物镜111的距离可调。

优选的实施例中，所述屈光度调节镜110设置成可移动以实现所述距离的调节。移动屈光度调节镜相对于移动接目物镜，可以避免后者可能会碰到被测者眼睛的风险，另外也能避免接目物镜前后移动而可能导致部分OCT扫描光束被虹膜挡住的风险。

当然，将接目物镜111设置为可移动，需要调节时，不移动屈光度调节镜110，而采用移动接目物镜111仍然是可行的。

眼底OCT自动调屈系统较具体的实施例如图1所示。

OCT成像主光路：由OCT系统光源101出光，经耦合器102，光束分为两路，一路进入样品臂，一路进入参考臂。进入参考臂的光束，经参考臂光路透镜103透射，及参考臂反射镜104反射，并沿原路返回到耦合器102。进入样品臂的光束，经偏振控制器105，样品臂光路调焦透镜106透射，二维振镜107、108，二向色镜109反射，透过屈光度调节镜110、接目物镜111，进入样品——人眼。该光经人眼眼底Er反射，沿原路返回到耦合器102。样品臂返回光和参考臂返回光在耦合器处发生干涉，该干涉信号进入光谱仪201，经光谱仪光谱解调，模数转换等运算，将干涉信号传给PC 202，处理并显示出OCT断层扫描图。

注视点光路：由注视点显示屏301出光，经注视点光路调焦透镜302、二向色镜303、二向色镜109、屈光度调节镜110、接目物镜111透射，进入人眼。

自动调屈光路：由自动调屈光源401出光，经自动调屈光路透镜402调焦，二向色镜403部分反射，二向色镜303反射，二向色镜109、屈光度调节镜110、接目物镜111透射，进入人眼。该光经人眼眼底Er反射，沿原路返回到二向色镜403，并部分透过二向色镜403，经微透镜阵列501聚焦于成像元件上。

其中，二向色镜109全反射OCT系统光源101的光束，全透射注视点显示屏301出射的光，全透射自动调屈光源401出射的光。二向色镜303全透射注视点显示屏301出射的光，全反射自动调屈光源401出射的光。二向色镜403部分透射部分反射自动调屈光源401出射的光，并截止其他波段杂散光。

其中OCT成像主光路中，光束经样品臂光路调焦透镜106出射平行光，光束准直入射屈光度调节镜110；而注视点光路中，注视点显示屏301出光，经注视点光路调焦透镜302也出射准直光入射屈光度调节镜110；另外自动调屈光路中，自动调屈光源401出光，经自动调屈光路透镜402也出射准直光入射屈光度调节镜110。这样设计使得调节屈光度调节镜110时，能一并调节这三路光，使得这三光束能同时聚焦眼底。即保证通过屈光度调节镜110调节，被测者眼底OCT信号最好时，被测者能同时看清注视点。当屈光度调节镜110处于正视眼对应位置时，即屈光度调节镜110不调屈，此时接目物镜111像方焦点与屈光度调节镜110物方焦点重合。测近视眼时，屈光度调节镜110需向接目物镜111方向移动，方能使上述三路光同时聚焦眼底。测远视眼时，屈光度调节镜110需远离接目物镜111，才能使上述三路光同时聚焦眼底。

优选地，自动调屈光源401、自动调屈光路透镜402光路偏离屈光度调节镜110主光轴(镜面反射，不影响光路主光轴走向)，这种设计是为了避免屈光度调节镜110、接目物镜111及人眼角膜反光。

应指出，OCT成像主光路、注视点光路、自动调屈光路并非限制为采用上述具体配置，而是只要达到与本发明的目的相适应的功能即可。

判断如何进行屈光度调节的原理如图2所示。

图2中，微透镜阵列501只示意性地画出3个透镜。微透镜的焦平面为601，光束平行入射微透镜阵列时，光束聚焦于A1、B1、C1点。若光束汇聚入射微透镜阵列，如汇聚于点701，此时光束经过微透镜阵列后分别聚焦于A2、B2、C2点。若光束发散地入射微透镜阵列，光束的反向延长线汇聚于点702，此时光束经过微透镜阵列后分别聚焦于A3、B3、C3点。

对于正视眼，OCT成像光束、注视点光束、自动调屈光束恰好聚焦眼底，而眼底返回光，根据光路可逆原理，这三种光都平行出射屈光度调节镜110。因而自动调屈光路中，光束是平行入射微透镜阵列，如图2中(1)所示。已知微透镜阵列中水平或竖直相邻的两透镜中心距离为d。正视眼时，光束聚焦点A1、B1、C1，相邻两点的距离同微透镜阵列透镜元间距离d相同，即                                                。

对于近视眼，眼底作为发光源，眼底出射光经屈光度调节镜110后设定为汇聚光束，即出射屈光度调节镜110的光聚焦于微透镜阵列像方空间，如图2中(2)所示。此时光束聚焦点A2、B2、C2，相邻两点的距离小于微透镜阵列透镜元间距离d，即。

对于远视眼，眼底作为发光源，眼底出射光经屈光度调节镜110后成发散光束，如图2中(3)所示。此时光束聚焦点A3、B3、C3，相邻两点的距离大于微透镜阵列透镜元间距离d，即。

因而可以根据成像元件502上所测得的与微透镜阵列透镜元间距离d实时比较大小来决定屈光度调节镜110的移动。

在一个实施例里，眼底OCT自动调屈设备包括所述眼底OCT自动调屈系统、检测装置（未图示）和控制装置（未图示），所述眼底OCT自动调屈系统一种典型的配置如图1所示，所述检测装置用于检测在所述成像元件502上光束聚焦点相邻两点的距离，所述控制装置用于比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列501透镜元间的距离的大小，并根据比较结果，调节所述屈光度调节镜110相对于所述接目物镜111的距离，直到成像元件502上的光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列501透镜元间的距离。

在一个实施例里，一种使用前述的任一实施例眼底OCT自动调屈系统进行自动调屈的方法，包括以下步骤：

检测在所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离；

比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列透镜元间的距离的大小；

根据比较结果，调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。

该方法一个示意性流程图如图3所示。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种眼底OCT自动调屈系统，其特征在于,包括OCT成像主光路、注视点光路和自动调屈光路，所述OCT成像主光路中，OCT系统光源发出的光经屈光度调节镜、接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至OCT成像装置，所述注视点光路中，注视点光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜入射到眼底，所述自动调屈光路中，自动调屈光源发出的光经所述屈光度调节镜、所述接目物镜从眼底反射，返回经所述接目物镜、所述屈光度调节镜入射至微透镜阵列，经所述微透镜阵列至成像元件，其中，所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离可调，所述自动调屈是通过调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。

2.如权利要求1所述的眼底OCT自动调屈系统，其特征在于,所述屈光度调节镜与所述注视点光源之间依次设有第一二向色镜和第二二向色镜，所述第一二向色镜和所述第二二向色镜全透射所述注视点光源发出的光，所述屈光度调节镜与所述OCT系统光源、所述OCT成像装置之间设有所述第一二向色镜，所述第一二向色镜全反射所述OCT系统光源发出的光，所述屈光度调节镜与所述自动调屈光源、所述微透镜阵列之间依次设有所述第一二向色镜、所述第二二向色镜和第三二向色镜，所述第一二向色镜全透射所述自动调屈光源发出的光，所述第二二向色镜全反射所述自动调屈光源发出的光，所述第三二向色镜部分反射所述自动调屈光源发出的光，并部分透射所述自动调屈光源发出的由眼底返回的光至所述微透镜阵列。

3.如权利要求2所述的眼底OCT自动调屈系统，其特征在于,所述OCT系统光源与所述第一二向色镜之间设有第一准直透镜，所述注视点光源与所述第二二向色镜之间设有第二准直透镜，所述自动调屈光源与所述第三二向色镜之间设有第三准直透镜。

4.如权利要求2至3任一项所述的眼底OCT自动调屈系统，其特征在于，所述OCT成像主光路按照以下方式设置，所述OCT系统光源出光，经耦合器，光束分为两路，一路进入样品臂，一路进入参考臂，进入所述参考臂的光束，经参考臂光路透镜由参考臂反射镜反射，并沿原路返回到耦合器，进入所述样品臂的光束，经偏振控制器、样品臂光路调焦透镜、二维振镜由所述第一二向色镜反射至眼底，经眼底反射的光沿样品臂原路返回到所述耦合器，样品臂返回光和参考臂返回光在所述耦合器处发生干涉，干涉信号经光谱仪光谱解调，模数转换后，给计算机，计算机处理并显示出OCT断层扫描图。

5.如权利要求1至3任一项所述的眼底OCT自动调屈系统，其特征在于，所述屈光度调节镜设置成可移动以实现所述距离的调节。

6.如权利要求1至3任一项所述的眼底OCT自动调屈系统，其特征在于，所述自动调屈光源的光路偏离所述屈光度调节镜的主光轴。

7.一种眼底OCT自动调屈设备，其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的眼底OCT自动调屈系统、检测装置和控制装置，所述检测装置用于检测在所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离，所述控制装置用于比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列透镜元间的距离的大小，并根据比较结果，调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。

8.一种使用权利要求1-6任一项所述的眼底OCT自动调屈系统进行自动调屈的方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测在所述成像元件上光束聚焦点相邻两点的距离；

比较光束聚焦点相邻两点的距离与所述微透镜阵列透镜元间的距离的大小；

根据比较结果，调节所述屈光度调节镜相对于所述接目物镜的距离，直到光束聚焦点相邻两点的距离等于所述微透镜阵列透镜元间的距离。