CN105411521A - 一种晶状体图像检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶状体图像检测装置，包括位于同一光轴并依次排列的照明光源、照明光阑，所述晶状体图像检测装置还包括用于将通过所述照明光阑透射出的光线分成第一照明光和第二照明光的光线分束器，其中所述第一照明光为平行光，第二照明光为聚焦光；所述晶状体图像检测装置还包括照明透镜，所述照明透镜被配置成将所述第一照明光聚焦到晶状体，并将所述第二照明光折射为平行光投射到晶状体。本发明公所提供的晶状体图像检测装置能同时对晶状体及人眼后节进行成像。

Description

一种晶状体图像检测装置

技术领域

本发明涉及成像系统，尤其涉及一种晶状体图像检测装置。

背景技术

人眼前部组织包括：全部角膜、虹膜、睫状体、前房、后房、晶状体悬韧带、房角、虹膜、瞳孔及晶状体。最近发现分析人眼的晶状体可以获得对各类疾病的指示。例如，已经发现，对眼内的光散射进行的测量可以提供对检测和监控疾病(诸如阿尔茨海默病(AD))发展有用的诊断信息。特别地，最近已经证明，这种疾病会导致眼睛晶状体的核上区域的变化。因为该区域仅具有不到一毫米的厚度，所以对于该区域的测量(其将是有用的)而言，测量的位置信息需要非常准确。情况确实如此，因为即使病人在注视照亮的目标时，人眼也几乎在匀速运动。

晶状体图像分析是诊断眼科疾病的重要手段，例如眼科晶状体密度的分析。目前主要有两类方法可以对晶状体密度进行分析，一类是主观分级。另一种是基于一套标准照片，把通过特殊照相方法摄取晶状体后反光和矢状切面裂隙图像与之比较，获得评级，代表性的有LOCS法(lensopacitiesclassificationsystem)，此外还有参照Emery和Little的晶状体核硬度评级标准，也是建立在裂隙灯观察的基础之上。这一大类方法应用广泛，但其最大的缺陷是评级仅仅建立在观察比对的基础上，容易受主观因素影响，且不能准确的定量分析。另一类评估方法相对客观，是由仪器测量后给出一个密度的相对值，目前市场上有基于Scheimpflug原理研制的Pentacam和EAS-1000型眼前节图像分析系统，都是用裂隙光源或弥散光获得晶状体的切面或平面图像，依据混浊部位反光增强，非混浊部位反光强度低，通过图像采集冻结“画面”，并对画面按反光强度进行计算机灰度分析，定量反映晶状体的混浊部位和程度。这种方法的缺陷主要有两个：一、所采集图像的分辨率低，仅可得到黑白图像，因此与裂隙灯观察结果的对应性较差；二、计算机数据的分析相对繁琐，且只能测量选定点的密度，无法直接得到平均密度。

晶状体图像检测装置，即成像装置是对晶状体图像进行分析的工具。典型的晶状体图像检测装置包括：照明光源、照明光阑、照明光投射镜、成像传感器以及断层成像透镜组。

目前所使用的晶状体图像检测装置只能对晶状体的一个断层切面进行扫描成像，如果需要观察不同深度的断层切面，例如同时观察晶状体和人眼后节(例如视网膜)，则需要调整聚焦深度，并进行两次观察。由于没有做到两部分光同时对晶状体和人眼后节同时进行成像，无法消除两次测量之间由于人眼转动或者移动带来的误差。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种新的晶状体图像检测装置，要解决的技术问题是可以实现同时对晶状体及人眼后节进行成像。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种晶状体图像检测装置，包括位于同一光轴并依次排列的照明光源、照明光阑，所述晶状体图像检测装置还包括用于将通过所述照明光阑透射出的光线分成第一照明光和第二照明光的光线分束器，其中所述第一照明光为平行光，第二照明光为聚焦光；所述晶状体图像检测装置还包括照明透镜，所述照明透镜被配置成将所述第一照明光聚焦到晶状体，并将所述第二照明光折射为平行光投射到晶状体。

优选地，所述照明光源为宽带光源或扫频光源。

优选地，所述光线分束器包括环状玻璃平板及聚焦透镜，所述环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。

优选地，所述光线分束器包括位于中间的方解石双凹透镜和位于两侧的双折射三合透镜的凸透镜。

优选地，所述晶状体图像检测装置还包括成像传感器以及成像透镜组。更优选地，所述成像透镜组包括位于同一光轴的第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜。更优选地，所述第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜的直径范围为2cm-2.5cm。更优选地，所述第一成像透镜和第二成像透镜之间的间隔距离为1cm-2cm。更优选地，所述第二成像透镜和第三成像透镜之间的间隔距离为1cm-2cm。更优选地，所述成像透镜所在的光轴与所述照明光源的光轴之间的夹角为60°。

本发明的有益效果为：光线分束器能够使入射于其上的平行准直光束变换为沿同一方向传播的聚焦光束和平行准直光束两部分，经过照明透镜进一步折射后，平行光经过人眼晶状体折射聚焦在人眼后节(例如视网膜)，聚焦光聚焦在人眼的晶状体，从而实现同时对晶状体及人眼后节进行成像。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术的一种晶状体图像检测装置的结构示意图。

图2是本发明所提供的晶状体图像检测装置的第一种优选的具体实施方式的结构示意图。

图3是本发明所提供的晶状体图像检测装置的第二种优选的具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了现有技术的一种晶状体图像检测装置的结构。

如图1所示，该种晶状体图像检测装置主要包括照明光源1、照明光阑2、照明透镜3、成像传感器4、成像透镜5。照明光源1发出的光线通过照明光阑2后经照明透镜3后射入人眼的晶状体，以使晶状体在光照下清晰可见。成像镜头的后部有一个成像传感器4，之前设置有成像透镜5；晶状体的光线通过成像透镜5投射到成像传感器4进行成像，从而对晶状体的断层切面进行观察。

图2示出了本发明所提供的晶状体图像检测装置的第一种优选的具体实施方式的结构。

如图2所示，该具体实施方式中的晶状体图像检测装置包括照明系统和成像系统，照明系统包括位于同一光轴并依次排列的照明光源1、照明光阑2、光线分束器21、照明透镜3，成像系统包括成像传感器4、成像透镜5。此处只是描述晶状体图像检测装置的主要结构，并未描述所有的结构组成，很显然，本领域技术人员可以根据本发明所提供的原理以及本领域所熟知的技术实现本发明所声称的技术目的，例如，本领域的技术人员可以根据本领域所熟知的技术设置扫描设备，并将以上所述的主要结构依据光学原理安装到扫描设备上。对本领域所熟知的技术，此处不再详述。

在该具体实施方式的晶状体图像检测装置中，照明光源1的作用为提供照明光，照明光阑2的作用为控制光的强弱等。这两种结构与现有技术并无不同。作为一种优选的具体实施方式，照明光源1可以为宽带光源或扫频光源。更优选地，照明光源1可以为产生蓝色光的光源。当照明光源出射的光束为极窄带宽的单色光束时，各个不同波段的光束依次出射，由于窄带宽光束穿透力强，因此采用扫频光源作为光源具有探测深度长，探测范围广的特点。还可以采用相应的点探测器，从扫频光源出射的光束经分光，反射与散射后形成干涉光入射到点探测器，通过数据图像处理得到二维或三维的人眼晶状体与眼后节的内部结构的层析图像。此种系统对人眼前节与眼后节一次同时成像，所得人眼晶状体与眼后节图像对应程度高，没有由于眼球移动引起的误差。

在照明光阑2之后为光线分束器21，光线分束器21的作用是将照明管线分解成两束光，即第一照明光11和第二照明光12，其中，其中第一照明光11为平行光，第二照明光12为聚焦光。在光线分束器21之后为照明透镜3，经过照明透镜3进一步折射后，第一照明光11经过人眼晶状体折射聚焦在人眼后节(例如视网膜)，第二照明光12则通过照明透镜聚焦在人眼的晶状体，从而实现同时对晶状体及人眼后节进行照明。

根据本发明的原理，光线分束器21可以是任意能将平行光线分解出一束平行光线和聚焦光线的光学元件，本领域的技术人员可以根据此原理对光线分束器21进行设计。例如，可以将光线分束器21设计为中间为聚焦透镜外环为玻璃平板的结构，即光线分束器21包括环状玻璃平板及聚焦透镜，环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。这样，照明光源1发出的平行光通过外周的环状玻璃平板后依然为平行光，即上述的第一照明光11；照明光源1发出的平行光通过中间的聚焦透镜后变为聚焦光，即上述的第二照明光12。再例如，还可以将光线分束器21设计为位于中间的方解石双凹透镜和位于两侧的双折射三合透镜的凸透镜，这样也可以实现将平行光线分解出一束平行光线和聚焦光线的目的。

本领域技术人员还可以根据以上原理设计光线分束器21的其它结构。例如，对于上述的光线分束器21的第一种实现方式，光线分束器21还可以包括支架、安装环等结构，用于安装环状玻璃平板及聚焦透镜，环状玻璃平板固定在支架内，聚焦透镜通过安装环固定在环状玻璃平板的内部。安装环可以为外环表面和内环表面都具备环状凹槽的结构，外环表面的凹槽用于卡合到环状玻璃平板上，内环表面的凹槽用于安装聚焦透镜。

聚焦到晶状体和人眼后节的光线反射到成像系统，成像系统包括成像传感器4和成像透镜5。光线通过成像透镜5聚焦到成像传感器4进行成像。照明光线所在的光轴与成像透镜所在的光轴之间的为60°～70°比较适宜设备的设置。成像系统的设置为本领域所熟知的技术，此处不再详述。

图3示出了本发明所提供的晶状体图像检测装置的第二种优选的具体实施方式的结构。

该种具体实施方式的晶状体图像检测装置的照明系统与第一种优选的具体实施方式相同，此处不再详述。与第第一种优选的具体实施方式所不同的是，第二种优选的具体实施方式的晶状体图像检测装置的成像系统包括成像透镜组，该成像透镜组包括位于同一光轴的第一成像透镜51、第二成像透镜52和第三成像透镜53。作为一种更优选的具体实施方式，第一成像透镜51、第二成像透镜52和第三成像透镜53的直径范围为2cm-2.5cm比较适宜；另外，第一成像透镜51和第二成像透镜52之间的间隔距离为1cm-2cm比较适宜，第二成像透镜52和第三成像透镜53之间的间隔距离为1cm-2cm。最靠近成像传感器的透镜主面为镜头后主面，最远离成像传感器的透镜主面为镜头前主面，镜头前主面的中心线的延长线与照明光轴相交于一点，镜头后主面的中心线的延长线与成像传感器的成像平面的中心线的延长线相交于一点。

此处的改进是基于Scheimpflug原理。Scheimpflug原理为当镜头主面与成像平面以及拍摄对象的平面相交于同一直线，那么整个被摄对象平面记录在胶片平面的摄像是清晰的。应用此原理，可以使用较小的摄像镜头，采用清晰的裂隙平面区进行扫描，从而获得大范围清晰图像，尤其是一些高低起伏的物体。影像平面、透镜平面和焦平面之间夹角的变化，成像的范围可发生变化。在航空摄影方面此技术已被广泛应用。本发明应用于大景深人眼前部组织断层成像系统。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶状体图像检测装置，包括位于同一光轴并依次排列的照明光源、照明光阑，其特征在于，所述晶状体图像检测装置还包括用于将通过所述照明光阑透射出的光线分成第一照明光和第二照明光的光线分束器，其中所述第一照明光为平行光，第二照明光为聚焦光；所述晶状体图像检测装置还包括照明透镜，所述照明透镜被配置成将所述第一照明光聚焦到晶状体，并将所述第二照明光折射为平行光投射到晶状体。

2.如权利要求1所述的晶状体图像检测装置，其特征在于，所述照明光源为宽带光源或扫频光源。

3.如权利要求1所述的晶状体图像检测装置，其特征在于，所述光线分束器包括环状玻璃平板及聚焦透镜，所述环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。

4.如权利要求1所述的晶状体图像检测装置，其特征在于，所述光线分束器包括位于中间的方解石双凹透镜和位于两侧的双折射三合透镜的凸透镜。

5.如权利要求1所述的晶状体图像检测装置，其特征在于，所述晶状体图像检测装置还包括成像传感器以及成像透镜组。

6.如权利要求5所述的晶状体图像检测装置，其特征在于，所述成像透镜组包括位于同一光轴的第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜。

7.如权利要求6所述的人眼前部组织断层成像系统，其特征在于，所述第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜的直径范围为2cm-2.5cm。

8.如权利要求6所述的人眼前部组织断层成像系统，其特征在于，所述第一成像透镜和第二成像透镜之间的间隔距离为1cm-2cm。

9.如权利要求6所述的人眼前部组织断层成像系统，其特征在于，所述第二成像透镜和第三成像透镜之间的间隔距离为1cm-2cm。

10.如权利要求5所述的人眼前部组织断层成像系统，其特征在于，所述成像透镜所在的光轴与所述照明光源的光轴之间的夹角为60°～70°。