CN107224267B - 一种眼底高光谱成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种眼底高光谱成像装置，用以克服现有技术中不能实现宽波段连续波长范围内的谱段变换且可靠性差的缺陷。包括照明单元、成像单元和控制单元，照明单元包括光源，以及设置于光源和眼底之间沿光路传播方向依次设置的第一聚光镜、可调凹面衍射光栅、光阑、第二聚光镜、中空反射镜和网膜物镜，所述成像单元包括面阵探测器和控制计算机，以及设置于眼底和所述面阵探测器之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜、所述中空反射镜和成像镜，所述控制计算机与面阵探测器连接。控制单元包括控制器，可调凹面衍射光栅上设置有旋转轴，控制器分别与控制计算机、光源和可调凹面衍射光栅的旋转轴连接。

Description

一种眼底高光谱成像装置
技术领域
本发明属于光学成像技术领域，具体涉及一种眼底高光谱成像装置。
背景技术
眼底成像技术已经成为眼科疾病检查的重要方法，并且这项技术已经成为观察、解释、诊断、记录视网膜健康和疾病的标准操作。视网膜血管异常在一定程度上代表了全身微小血管病变的情况，是代谢综合征发生靶器官损伤的病理基础。视网膜微循环系统在结构功能方面与心、脑、肾等器官的血液循环系统有着极大的相似性，能客观反映系统性疾病的发展变化，许多人在尚未出现临床症状前已经出现相应的眼底异常表现，也说明一些眼底异常表现可出现于主观症状之前。引起眼底改变的疾病种类多，且大多数疾病发展隐匿，在疾病的早期并没有主观感受。因此，通过眼底检查不仅能够了解眼部疾病的异常问题，也是关注视网膜血管异常的重要窗口，有助于早期发现心脑血管疾病的风险，并在一定程度上对其发病进程进行预测。
现有公开号为CN 106166056A的发明，介绍了一种基于通过更换滤光片实现波段改变的多光谱成像系统，此方法可使用的波段受限，只能实现有限几个波段的变换，不能实现宽波段连续波长范围内的谱段变换，因此只能针对特定的几种组织进行诊断，不能对多种病变组织进行诊断。现有公开号为CN 102499635A的发明，系统光路较为复杂，此方法在获取不同谱段眼底视网膜图像时容易受到眼球转动的影响，从而影响成像的清晰度及谱段的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种眼底高光谱成像装置，用以克服现有技术中不能实现宽波段连续波长范围内的谱段变换且可靠性差的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种眼底高光谱成像装置，其特殊之处在于：包括照明单元和成像单元，所述照明单元包括光源，以及设置于所述光源和眼底之间沿光路传播方向依次设置的第一聚光镜、可调凹面衍射光栅、光阑、第二聚光镜、中空反射镜和网膜物镜，所述成像单元包括面阵探测器和控制计算机，以及设置于眼底和所述面阵探测器之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜、所述中空反射镜和成像镜，所述控制计算机与面阵探测器连接。
进一步地，所述眼底高光谱成像装置还包括控制单元，所述控制单元包括控制器，所述可调凹面衍射光栅上设置有旋转轴，所述控制器分别与所述控制计算机、光源和可调凹面衍射光栅的旋转轴连接。
一种眼底高光谱成像装置，其特殊之处在于：包括照明单元和成像单元，所述照明单元包括光源，以及设置于所述光源和眼底之间沿光路传播方向依次设置的准直镜、可调平面衍射光栅、汇聚镜、光阑、聚光镜、中空反射镜和网膜物镜，所述成像单元包括面阵探测器和控制计算机，以及设置于眼底和所述面阵探测器之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜、所述中空反射镜和成像镜，所述控制计算机与面阵探测器连接。
进一步地，所述眼底高光谱成像装置还包括控制单元，所述控制单元包括控制器，所述可调平面衍射光栅上设置有旋转轴，所述控制器分别与所述控制计算机、光源和可调平面衍射光栅的旋转轴连接。
本发明的有益效果是：
本发明解决了现有检测系统的不足，提出了一种结构简单，不受眼球转动影响，而且可以获取谱段范围更宽、光谱分辨率更高、谱段数更多的高光谱眼底成像方法。与现有眼底照相技术相比，基于高光谱的眼底成像技术采用光谱域分层切片成像技术，可获得眼底在可见近红外波段范围内的光谱分层切片影像，不仅可实现对视网膜病变组织结构和纹理信息特征的清晰成像，同时可实现对脉络膜纹理信息的清晰成像，大大提高了眼底疾病观察的深度与广度。该技术可用于多种眼底疾病的检查与诊断，可使临床医生不留痕迹地对整个眼底中切分其感兴趣的结构，具有更高、更显著的检出率，是眼底疾病诊断的新手段，具有原位、无创诊断的优点，具有非常好的临床应用前景。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是实施例二的局部结构示意图。
图中，1-眼睛；2-网膜物镜；3-中空反射镜；4-成像镜；5-第二聚光镜；6-光阑；7-可调凹面衍射光栅；8-旋转轴；9-第一聚光镜；10-光源；11-控制器；12-控制计算机；13-面阵探测器；14-准直镜；15-可调平面衍射光栅；16-汇聚镜。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明加以详细说明。
如图1所示，实施例一提供一种眼底高光谱成像装置，包括照明单元、成像单元和控制单元，照明单元包括光源10，以及设置于光源10和眼底之间沿光路传播方向依次设置的第一聚光镜9、可调凹面衍射光栅7、光阑6、第二聚光镜5、中空反射镜3和网膜物镜2，所述成像单元包括面阵探测器13和控制计算机12，以及设置于眼底和所述面阵探测器13之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜2、所述中空反射镜3和成像镜4，所述控制计算机12与面阵探测器13连接。控制单元包括控制器11，可调凹面衍射光栅7上设置有旋转轴8，控制器11分别与控制计算机12、光源10和可调凹面衍射光栅7的旋转轴8连接。
工作原理：光源发出的光通过第一聚光镜进行聚焦，入射到可调凹面衍射光栅上，可调凹面衍射光栅将入射光进行分光并聚焦到光阑，光束再通过第二聚光镜、中空反射镜、网膜物镜照射到眼底，实现对眼底的照明，网膜物镜与成像镜配合使用实现对眼底的清晰成像，并将像成在面阵探测器上。控制计算机用于采集面阵探测器图像数据，并采用相应的算法对图像进行处理。控制器用于控制光源入射光强度以及可调凹面衍射光栅的旋转，可调凹面衍射光栅可围绕旋转轴进行旋转使不同波长的光栅入射到光阑位置，进而实现对眼底不同光谱谱段的照明。
如图2所示，实施例二提供一种眼底高光谱成像装置，除图中所示结构，其余部分与实施例一相同，在光源10和光阑6之间沿光路传播方向依次设置准直镜14、可调平面衍射光栅15和汇聚镜16。
工作原理：光源发出的光通过准直镜进行准直，入射到可调平面衍射光栅，可调平面衍射光栅将入射光进行分光并通过汇聚镜聚焦到光阑，光束再通过第二聚光镜、中空反射镜、网膜物镜照射到眼底，实现对眼底的照明，网膜物镜与成像镜配合使用实现对眼底的清晰成像，并将像成在面阵探测器上。控制计算机用于采集面阵探测器图像数据，并采用相应的算法对图像进行处理。控制器用于控制光源入射光强度以及光阑的移动，使不同波长的光栅入射到光阑位置，进而实现对眼底不同光谱谱段的照明。

Claims (4)

1.一种眼底高光谱成像装置，其特征在于：包括照明单元和成像单元，所述照明单元包括光源，以及设置于所述光源和眼底之间沿光路传播方向依次设置的第一聚光镜、可调凹面衍射光栅、光阑、第二聚光镜、中空反射镜和网膜物镜，所述成像单元包括面阵探测器和控制计算机，以及设置于眼底和所述面阵探测器之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜、所述中空反射镜和成像镜，所述控制计算机与面阵探测器连接。
2.根据权利要求1所述的一种眼底高光谱成像装置，其特征在于：所述眼底高光谱成像装置还包括控制单元，所述控制单元包括控制器，所述可调凹面衍射光栅上设置有旋转轴，所述控制器分别与所述控制计算机、光源和可调凹面衍射光栅的旋转轴连接。
3.一种眼底高光谱成像装置，其特征在于：包括照明单元和成像单元，所述照明单元包括光源，以及设置于所述光源和眼底之间沿光路传播方向依次设置的准直镜、可调平面衍射光栅、汇聚镜、光阑、聚光镜、中空反射镜和网膜物镜，所述成像单元包括面阵探测器和控制计算机，以及设置于眼底和所述面阵探测器之间沿光路传播方向依次设置的所述网膜物镜、所述中空反射镜和成像镜，所述控制计算机与面阵探测器连接。
4.根据权利要求3所述的一种眼底高光谱成像装置，其特征在于：所述眼底高光谱成像装置还包括控制单元，所述控制单元包括控制器，所述可调平面衍射光栅上设置有旋转轴，所述控制器分别与所述控制计算机、光源和可调平面衍射光栅的旋转轴连接。
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光谱域光学相干层析成像系统研究及其在眼底检测中的应用;段炼等;《生物物理学报》;全文 *

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