CN106137118A - 控制光源运动扩大成像范围的装置及眼科oct系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种控制光源运动扩大成像范围的装置，包括：电机、功率传递部件、旋转部件、发光部件和光学成像元件；所述功率传递部件将所述电机的输出功率传递给所述旋转部件；所述发光部件置于所述旋转部件中，其发出的光在所述旋转部件运动时做直线往复运动或者圆周运动，最后经所述光学成像元件成像。由于发光光源可以做直线往复运动或者圆周运动，所以发光光源经过光学成像元件成像后，其成像范围比固定不动的发光光源的成像范围广。本发明还公布了一种眼科OCT系统，其中的发光光源使用了上述装置，因此该眼科OCT系统的成像范围更广。
Description
技术领域
本发明属于光学机械领域，尤其设计到一种控制光源运动扩大成像范围的装置以及包含有该装置的眼科OCT系统。
背景技术
参考图1，根据光学成像知识可以知道，光源A经过光学成像元件8成像后得到像A’。由于光源A是静止不动的，在光学成像元件8静止不动的情况下，则得到的像A’也固定不动，正是由于这个原因，光源A的成像范围很小。参考图2，若光源A在沿着B1-B2的直线方向运动，在光学成像元件8保持不动的情况下，则通过光学成像元件8成的像也必然沿着B3-B4的直线方向运动；若光源A在垂直于光轴oo1的平面内沿圆周C运动，则其成的像也必然沿着垂直于光轴oo1的平面内绕圆周C1运动。这样，随着光源A运动轨迹的改变，其成的像A’的位置也改变，从而扩大了成像范围。
对于图1和图2中光学成像元件8，本发明仅仅示例性的列举了包含准直镜81和汇聚透镜82的情形。光源A发出的光经准直镜81准直后，平行入射至汇聚透镜82，经过汇聚透镜82聚焦于A’，A’即为像点。但是，本专利申请中所说的光学成像元件8，可以包含一个或者一个以上的光学元件的组合。
发明内容
本发明提供了一种控制光源运动扩大成像范围的装置，其目的在于解决因为光源固定不动而造成的成像范围小的问题。
本发明的技术方案如下：
一种控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，包括：电机、功率传递部件、旋转部件、发光部件和光学成像元件；
所述功率传递部件设置在所述电机和所述旋转部件之间，其将所述电机的输出功率传递给所述旋转部件；
所述发光部件置于所述旋转部件中，其发出的光在所述旋转部件旋转时做直线往复运动或者圆周运动，最后经所述光学成像元件扩大成像范围。
进一步地，所述功率传递部件包括至少一对外啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述电机驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮驱动所述从动齿轮旋转；
所述从动齿轮套接在所述旋转部件的外侧圆周上，带动所述旋转部件同步转动；
所述发光部件包括光纤固定接头、连接在一起的光纤和发光装置，所述光纤固定接头置于所述旋转部件中，所述光纤套接在所述光纤固定接头上；所述光纤固定接头在所述旋转部件运动时带动所述光纤和所述发光装置做往复直线运动或旋转运动。
进一步地，所述旋转部件包括旋转螺母和螺杆，所述螺杆插入所述旋转螺母中，所述旋转螺母设置在所述从动齿轮的内侧圆周上；所述旋转螺母的内侧圆周上设置有内螺纹，所述螺杆的外侧设置有外螺纹；所述螺杆和所述旋转螺母通过螺纹连接，带动所述光纤往复直线运动；或者
所述旋转部件包括：旋转体，其设置在所述从动齿轮的内侧圆周上，所述旋转体随同所述从动齿轮旋转带动所述光纤同步旋转。
进一步地，所述螺杆的两端沿其轴线方向设置有第一通孔，所述旋转体两端沿其轴线方向设置有第二通孔；
所述光纤固定接头为圆台形状，在圆台沿轴线方向设置有第三通孔，所述光纤穿入所述第三通孔中；
所述光纤固定接头的一端外径小于所述第一通孔的内径和所述第二通孔的内径，另一端外径大于所述第一通孔的内径和所述第二通孔的内径；
所述光纤固定接头的较小外径端插入所述第一通孔的一端或者所述第二通孔的一端。
进一步地，其特征在于，当所述旋转部件包括旋转螺母和螺杆时，所述装置还包括保证所述螺杆做直线运动的导向块和导向座；所述导向块沿布置螺杆的方向设置有第四通孔，所述导向块设置在所述导向座上；所述螺杆的一端端部插入所述第四通孔内。
进一步地，所述装置还包括一压块，所述压块通过和所述旋转螺母螺纹连接，将所述从动齿轮压紧在所述旋转螺母上。
进一步地，所述装置还包括轴承，用于支撑所述旋转螺母和所述旋转体。
进一步地，所述装置还包括导管支座和光纤导管；所述导管支座沿光纤布置的方向设置有容纳所述光纤导管的第五通孔；所述光纤插入所述光纤导管内；所述光纤导管和所述光纤固定接头相对设置在沿着光纤布置的方向上。
进一步地，所述主动齿轮和所述从动齿轮均为直齿齿轮。
本发明还公布了一种眼科OCT系统，包括：光源、分光模块、参考臂模块、样品臂模块、探测模块及处理模块；所述光源发出的光传递至所述分光模块，所述分光模块将接收到的光分成两束并分别提供给所述参考臂模块和所述样品臂模块，其中一束光传递至所述参考臂模块，所述参考臂模块将接收到的光传递回所述分光模块内以形成参考光；另一束光经所述样品臂模块后入射眼睛，经眼底散射后形成信号光并返回至所述分光模块，所述信号光与所述参考光发生干涉后形成干涉光，所述探测模块接收所述干涉光后并将其传输至所述处理模块，所述处理模块处理所述干涉光，得到被测眼睛的眼底图像。
本发明的技术效果：由于该装置中发光部件发出的光可以做往复直线运动或者圆周运动，因此，它们通过光学成像元件成的像也可以做往复直线运动或者圆周运动，这就意味着，通过控制发光光源的运动轨迹，就能实现扩大其成像范围的目的。
由于本发明公布的眼科OCT系统中的光源设置在所述控制光源运动扩大成像范围的装置中，因此整个眼科OCT系统能扩大成像范围。
附图说明
图1为光学成像原理示意图，此时，光源A固定不动，在光学成像元件8静止不动的情况下，得到的像A’也固定不动；
图2为当光源A做直线运动或者圆周运动时，在光学成像元件8静止不动的情况下，得到的像A’也做直线运动或者圆周运动的光路示意图；
图3为本发明的原理图；
图4为光纤15和发光装置151固定连接示意图，当发光装置151发光时，得到如图1和图2所示的光源A；
图5为本装置控制光纤15做往复直线运动的结构图；
图6为光纤固定接头12的剖视详图；
图7为本装置控制光纤15做旋转运动的结构图；
图8为本发明公布的一种眼科OCT系统。
图中，各序号对应的名称分别为：
1、电机；2、主动齿轮；3、从动齿轮；4、旋转螺母；41、内螺纹通孔；5、螺杆；51、外螺纹；52、第一通孔；53、圆柱端头；6、导管支座；61、第五通孔；7、光纤导管；8、光学成像元件；81、准直镜；82、汇聚透镜；9、安装座；10、轴承；11、旋转体；111、第二通孔；12、光纤固定接头；122、第三通孔；13、导向块；131、第四通孔；14、导向座；15、光纤；151、发光装置；16、螺丝；17、压块。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图3，本发明所说的控制光源运动扩大成像范围的装置包括：电机1、功率传递部件1a、旋转部件1b、发光部件1c和光学成像元件8。功率传递部件1a将所述电机1的输出功率传递给旋转部件1b，发光部件1c置于旋转部件1b中，发光部件1c发出的光在旋转部件1b运动时做往复直线运动或者圆周运动，经光学成像元件8成像。由于发光部件1c发出的光可以做往复直线运动或者圆周运动，则在光学成像元件8不动的情况下，其成的像也必然会做往复直线运动或者圆周运动，这和发光部件1c发出的光为静止不动时相比，其成像范围要大很多。
对于图3中的功率传递部件1a，在机械结构上可以是齿轮传动结构，也可以是带传动结构，以及其他只要能将电机1的输出功率的传递给旋转部件1b的机械结构，它们都可以成为本专利申请的具体实施方式。
作为其中的一种实施方式，图3中的功率传递部件1a为一对互相外啮合的主动齿轮2和从动齿轮3(见图5和图7)，但是，这仅仅是示例性的。另外，作为其中的一种实施方式，发光部件1c包含了光纤15、发光装置151以及光纤固定接头12。其中，光纤15和发光装置151固定连接在一起(见图4)，而光纤15套接在光纤固定接头12上(见图5和图7)。在下面的论述中，都是围绕这两个实施方式-功率传递部件1a选择为一对互相外啮合的主动齿轮2和从动齿轮3，发光部件1c包含了光纤15、发光装置151以及光纤固定接头12展开描述。
参考图4，由于发光装置151固定在光纤15上，通过机械装置控制光纤15做直线运动或者旋转运动，则发光装置151也随同光纤15做直线运动或者旋转运动。发光装置151发出的光类似于图2中光源A可以做往复直线运动或者圆周运动，通过光学成像元件8(见图1-图3)得到的像A’也做往复直线运动或者圆周运动，扩大了成像范围。本专利申请正是利用设计出的机械装置来驱动光源A做往复直线运动或者圆周运动，扩大光源A的成像范围。
参考图5，本发明所说的控制光源运动扩大成像范围的装置包括：电机1、功率传递部件、旋转部件、发光部件和光学成像元件。前面说过，作为具体的一个实施例，功率传递部件至少包括一对主动齿轮2和从动齿轮3。主动齿轮2套在电机1上，从动齿轮3和主动齿轮2外啮合。当电机1转动时，电机1的转轴带动主动齿轮2转动，从动齿轮3在主动齿轮2外啮合作用下也开始转动。从动齿轮3套接在旋转部件(未图示)的外侧圆周上。光纤固定接头12的外侧圆周可拆卸的固定在旋转部件的内侧圆周上，内侧圆周套接在光纤15上。当从动齿轮3转动时，旋转部件也随着从动齿轮3同步转动，由于光纤固定接头12可拆卸的固定在旋转部件的内侧圆周上，因此它必然会带动光纤15做往复直线运动或者转动。光纤15和发光装置151固定连接(见图4)，当光纤15做往复直线运动或者转动时，发光装置151也会随着光纤15做往复直线运动或者转动。又由于发光装置151发出的光相当于图1和图2中的光源A，所以当光纤15做往复直线运动或者转动时，在光学成像元件8保持不动的情形下，则其成的像A’也会和图2中所示的那样沿着B3-B4方向做直线运动或者沿着圆周C1做圆周运动，从而扩大成像范围。
参考图5，当需要让发光装置151做往复直线运动时，旋转部件包括配对使用的旋转螺母4和螺杆5。旋转螺母4的外侧壁为阶梯状的圆柱段结构，从动齿轮3套在旋转螺母4的外侧壁的其中一段圆柱上。旋转螺母4两端端部沿轴线方向设置有内螺纹通孔41，内螺纹通孔41和螺杆5的外螺纹51螺纹连接。因此，当从动齿轮3带动旋转螺母4转动时，螺杆5会在旋转螺母4带动下做往复直线运动。螺杆5的两端端面沿着轴线方向设置有第一通孔52。光纤固定接头12插入固定在第一通孔52的一端。
参考图6，光纤固定接头12的外侧壁为圆台结构121，这种圆台结构121的设计好处在于：光纤固定接头12的左端端部直径小于第一通孔52的内径，而右端端部直径大于第一通孔52的内径，因此，当光纤固定接头12套上光纤15插入第一通孔52时，既能实现轻松插入第一通孔52，又不至于让光纤固定接头12滑入第一通孔52内。
请继续参考图6，在光纤固定接头12的两端端面沿着轴线方向设置有第三通孔122，用以容纳图4中的光纤15，因此，当光纤固定接头12套上光纤15后，再将光纤固定接头12插入固定在第一通孔52内，就能实现将光纤15固定在螺杆5上的目的。在螺杆5做往复直线运动时，则光纤15也必然随同螺杆5做往复直线运动，与光纤15连接的发光装置151(见图4，图5未图示)实现了背景技术中提到的光源A沿着直线B1-B2方向运动的目的。
参考图5，为了保证螺杆5做往复直线运动，进而保证光纤15能做往复直线运动，并最终使与光纤15连接的发光装置151发出的光源A做直线运动，本装置还设置了导向块13，导向块13的两端端部沿着和螺杆5布置的方向设置了和螺杆5的一端的圆柱端头53相适配的第四通孔131。由于圆柱端头53可以在第四通孔131内来回滑动，从而保证了螺杆5做往复直线运动。
请继续参考图5，本装置还包括导向座14。导向块13通过导向座14固定在安装座9上。可以理解的是，作为其中一种实施方式，可以用螺丝16将导向块13和导向座14固定在安装座9上。
请继续参考图5，为了防止螺杆5做往复直线运动时，从动齿轮3沿着螺杆5的轴向窜动，则需要在旋转螺母4的一端端部压入一块压块17，使压块17在动齿轮3的轴线方向上压着从动齿轮3。
作为其中的一个实施例，图5中的压块17为圆饼状，在沿着其轴线方向设置有内螺纹通孔，用以和旋转螺母4的端部的外螺纹相适配。当需要压紧从动齿轮3时，则旋入压块17。
参考图7，当需要让发光装置151做旋转运动时，旋转部件包括旋转体11。旋转体11两端中部沿着轴向设置有第二通孔111。同样的，光纤固定接头12套上光纤15后，将光纤固定接头12固定在第二通孔111内，也能实现将光纤15固定在旋转体11的目的。因此，当从动齿轮3套接在旋转体11后，从动齿轮3转动时，必然会带动旋转体11转动。由于光纤固定接头12固定在旋转体11上，光纤15又被光纤固定接头12固定，则旋转体11转动时，发光装置151必然会随同旋转体11转动。当发光装置151发光时，则得到的光源可以实现图2中沿着圆周C旋转的目的，经过光学成像元件8后成的像A’也必然绕着圆周C1旋转。从而扩大了成像范围。
由于光纤15属于比较软的细线，因此，为了保证光纤15在做往复直线运动或者旋转时一直处于拉直状态，本装置还设置了导管支座6和光纤导管7，具体见图5和图7。导管支座6沿着水平方向设置有第五通孔61，第五通孔61用于容纳光纤导管7。光纤15则穿过光纤导管7。
为了保证光纤15在拉直过程中不被折弯，可以理解的是，第五通孔61的中心线和第一通孔52的中心线位于同一高度。
为了有效支撑图5中的旋转螺母4和图7中的旋转体11，则还需要在旋转螺母4和旋转体11的外侧圆周上套上轴承10。
参考图5和图7，安装座9除了支撑导向座14以外，还用于支撑导管支座6和轴承10。
根据传动比的需要，在本装置中，可以设置多对齿轮组，每一对齿轮组包括一个主动齿轮和一个从动齿轮。
作为其中一个优选方案，在图5和图7中，主动齿轮2和从动齿轮3优先选择为直齿齿轮。
参考图8，本发明还公布了一种眼科OCT系统，包括光源100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500、探测模块600及处理模块700，其中光源100内置于本专利申请所述的控制光源运动扩大成像范围的装置中。光源100发出的光源传递至分光模块200，分光模块200将接收到的光分成两束并分别提供给参考臂模块300及样品臂模块500，其中一束光传递至参考臂模块300，参考臂模块300将接收到的光传递回分光模块200内以形成参考光；另一束光经样品臂模块500后入射进待检测的眼睛，经眼睛内的眼底散射后形成信号光并返回至分光模块200，信号光与参考光干涉后产生干涉光，探测模块600接收并采集干涉光后将其传输至处理模块700，处理模块700处理所述干涉光，得到被测眼睛的眼底图像。
进一步地，样品臂模块500与分光模块200之间的光路上还可设置准直镜400，用于将从分光模块200分出的另一束光准直后入射至样品臂模块500。
由于光源100内置于前面所述的控制光源运动扩大成像范围的装置中，该装置带动光源100可以做往复直线运动或者圆周运动，所以该OCT装置能够扩大成像范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，包括：电机、功率传递部件、旋转部件、发光部件和光学成像元件；
所述功率传递部件设置在所述电机和所述旋转部件之间，其将所述电机的输出功率传递给所述旋转部件；
所述发光部件置于所述旋转部件中，其发出的光在所述旋转部件旋转时做直线往复运动或者圆周运动，最后经所述光学成像元件扩大成像范围。
2.如权利要求1所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，所述功率传递部件包括至少一对外啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述电机驱动所述主动齿轮旋转，所述主动齿轮驱动所述从动齿轮旋转；
所述从动齿轮套接在所述旋转部件的外侧圆周上，带动所述旋转部件同步转动；
所述发光部件包括光纤固定接头、连接在一起的光纤和发光装置，所述光纤固定接头置于所述旋转部件中，所述光纤套接在所述光纤固定接头上；所述光纤固定接头在所述旋转部件运动时带动所述光纤和所述发光装置做往复直线运动或旋转运动。
3.如权利要求2所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，所述旋转部件包括旋转螺母和螺杆，所述螺杆插入所述旋转螺母中，所述旋转螺母设置在所述从动齿轮的内侧圆周上；所述旋转螺母的内侧圆周上设置有内螺纹，所述螺杆的外侧设置有外螺纹；所述螺杆和所述旋转螺母通过螺纹连接，带动所述光纤往复直线运动；或者
所述旋转部件包括：旋转体，其设置在所述从动齿轮的内侧圆周上，所述旋转体随同所述从动齿轮旋转带动所述光纤同步旋转。
4.如权利要求3所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，所述螺杆的两端沿其轴线方向设置有第一通孔，所述旋转体两端沿其轴线方向设置有第二通孔；
所述光纤固定接头为圆台形状，在圆台沿轴线方向设置有第三通孔，所述光纤穿入所述第三通孔中；
所述光纤固定接头的一端外径小于所述第一通孔的内径和所述第二通孔的内径，另一端外径大于所述第一通孔的内径和所述第二通孔的内径；
所述光纤固定接头的较小外径端插入所述第一通孔的一端或者所述第二通孔的一端。
5.如权利要求3或4中任意一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，当所述旋转部件包括旋转螺母和螺杆时，所述装置还包括保证所述螺杆做直线运动的导向块和导向座；所述导向块沿布置螺杆的方向设置有第四通孔，所述导向块设置在所述导向座上；所述螺杆的一端端部插入所述第四通孔内。
6.如权利要求3或4中任意一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于,所述装置还包括一压块，所述压块通过和所述旋转螺母螺纹连接，将所述从动齿轮压紧在所述旋转螺母上。
7.如权利要求3或4中任意一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于,所述装置还包括轴承，用于支撑所述旋转螺母和所述旋转体。
8.如权利要求2到4中任意一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，所述装置还包括导管支座和光纤导管；所述导管支座沿光纤布置的方向设置有容纳所述光纤导管的第五通孔；所述光纤插入所述光纤导管内；所述光纤导管和所述光纤固定接头相对设置在沿着光纤布置的方向上。
9.如权利要求2到4中任意一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置，其特征在于，所述主动齿轮和所述从动齿轮均为直齿齿轮。
10.一种眼科OCT系统，包括：光源、分光模块、参考臂模块、样品臂模块、探测模块及处理模块；所述光源发出的光传递至所述分光模块，所述分光模块将接收到的光分成两束并分别提供给所述参考臂模块和所述样品臂模块，其中一束光传递至所述参考臂模块，所述参考臂模块将接收到的光传递回所述分光模块内以形成参考光；另一束光经所述样品臂模块后入射眼睛，经眼底散射后形成信号光并返回至所述分光模块，所述信号光与所述参考光发生干涉后形成干涉光，所述探测模块接收所述干涉光后并将其传输至所述处理模块，所述处理模块处理所述干涉光，得到被测眼睛的眼底图像，其特征在于：所述光源置于如权利要求1-4中任一项所述的控制光源运动扩大成像范围的装置中。
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