CN107224268A - 一种多光路成像自动联调方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多光路成像自动联调方法，包括步骤建立映射关系，采集屈光度补偿透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜，图像调节，本发明还涉及一种多光路成像自动联调装置，包括光路成像模块和调节模块，光路成像模块设有光路单元，调节模块用于自动调节光路单元，光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，固视目标成像单元设有第一调节模块，眼底断层成像单元设有第二调节模块，眼底成像单元设有第三调节模块，通过在需要调节的位置，根据调节精度需要安装不同精度的调节模块，利用多光路成像自动联调方法，实现多光路的自动联调，减少调试时间，提高调试重复性，降低对工作人员操作水平的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种多光路成像装置，尤其涉及一种多光路成像自动联调方法及其装置。
背景技术
光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技术是一种对生物组织进行非侵入式检测的新型光学诊断成像技术，由于光极易到达眼部组织，因此光学技术应用于眼科是一种很好的方向，目前眼底成像主要是利用眼的不同组织结构之间反射率的差异，眼科OCT图像用伪彩色表示不同的反射率，目前在眼科检查目标和其他多光路成像系统中，如商业OCT目标，各个光路模块是独立设计的，且没有多光路联调机制，目前只能对各个光路进行单独调节，而且调节过程只能通过手动完成，因此需要专业的工作人员进行手动调节，没有实现多光路调节的自动化。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种多光路成像自动联调方法及其装置，通过在需要调节的位置，根据调节精度需要安装不同精度的调节模块，利用多光路成像自动联调方法，实现多光路的自动联调，减少调试时间，提高调试重复性，降低对工作人员操作水平的要求。
本发明提供一种多光路成像自动联调方法，包括以下步骤：
建立映射关系，实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系，所述实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系包括实验建立屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量映射关系；
采集屈光度补偿透镜移动量；
自动联调固视目标调节透镜，根据屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系及屈光度补偿透镜移动量获取固视目标调节透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜；
图像调节，利用图像质量分析算法对成像单元的图像进行处理和分析得到图像的高频信号，判断图像是否清晰，若成像单元的图像清晰，则不需要调节成像单元；若成像单元的图像不清晰，则调节成像单元。
进一步地，所述成像单元包括眼底断层成像单元和眼底成像单元。
进一步地，所述图像质量分析算法包括二维傅立叶变换算法，所述眼底断层成像单元和所述眼底成像单元的图像通过二维傅立叶变换算法得到图像的频谱信息。
一种多光路成像自动联调装置，包括光路成像模块和调节模块，所述光路成像模块设有光路单元，所述调节模块用于自动调节所述光路单元，所述光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，所述眼底断层成像单元用于获取眼底断层图，所述固视目标成像单元用于眼睛的定位，所述瞳孔成像单元用于获取瞳孔图，所述眼底成像单元用于获取眼底图，所述固视目标成像单元设有第一调节模块，所述眼底断层成像单元设有第二调节模块，所述眼底成像单元设有第三调节模块，所述第一调节模块调节所述固视目标成像单元，所述第二调节模块调节所述眼底断层成像单元，所述第三调节模块调节所述眼底成像单元。
进一步地，所述眼底断层成像单元包括光源、光纤耦合器、参考光路、扫描部件、准直透镜、第二电机、屈光度补偿透镜、探测器、信号处理单元，所述光源与所述光纤耦合器连接，所述光纤耦合器与所述探测器连接，所述探测器与所述信号处理单元连接，所述参考光路包括反射镜，所述固视目标成像单元包括固视目标、屈光度补偿透镜、第一电机、第三电机、固视目标调节透镜，所述瞳孔成像单元包括瞳孔相机、瞳孔相机调节透镜、屈光度补偿透镜、第一电机，所述眼底成像单元包括眼底相机、屈光度补偿透镜、眼底相机调节透镜、第一电机，所述第一电机控制所述屈光度补偿透镜，所述第二电机控制所述准直透镜，所述第三电机控制所述固视目标调节透镜，所述扫描部件扫描光束。
进一步地，所述第一调节模块设有屈光度补偿透镜与固视目标调节透镜映射关系，所述第二调节模块和所述第三调节模块设有图像质量分析算法，所述图像质量分析算法用于处理和分析图像。
进一步地，所述固视目标包括十字形目标和米字形目标。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种多光路成像自动联调方法，包括步骤建立映射关系，采集屈光度补偿透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜，图像调节，本发明还涉及一种多光路成像自动联调装置，包括光路成像模块和调节模块，所述光路成像模块设有光路单元，所述调节模块用于自动调节所述光路单元，所述光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，所述固视目标成像单元设有第一调节模块，所述眼底断层成像单元设有第二调节模块，所述眼底成像单元设有第三调节模块，所述第一调节模块调节所述固视目标成像单元，所述第二调节模块调节所述眼底断层成像单元，所述第三调节模块调节所述眼底成像单元，通过在需要调节的位置，根据调节精度需要安装不同精度的调节模块，利用多光路成像自动联调方法，实现多光路的自动联调，减少调试时间，提高调试重复性，降低对工作人员操作水平的要求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一种多光路成像自动联调方法流程图；
图2为本发明的一种多光路成像自动联调装置结构框图；
图3为本发明的多光路成像模块光路图；
图4为本发明的眼底断层成像单元光路图；
图5为本发明的固视成像单元光路图；
图6为本发明的瞳孔成像单元光路图；
图7为本发明的眼底成像单元光路图；
附图中，1、眼睛；2、目镜；3、扫描透镜组；4、扫描部件；15、参考光路；24、固视目标调节透镜；25、固视目标；34、瞳孔相机调节透镜；35、瞳孔相机；44、眼底相机调节透镜；45、眼底相机。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种多光路成像自动联调方法，如图1所示，包括以下步骤：
建立映射关系，实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系，实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系包括实验建立屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量映射关系，屈光度补偿透镜包括目镜和扫描透镜组，在一实施例中，如通过实验建立目镜移动量和固视目标调节透镜移动量关系表；
采集屈光度补偿透镜移动量，电机调节屈光度补偿透镜，在一实施例中，电机控制调节目镜的距离，采集目镜的移动量；
自动联调固视目标调节透镜，根据屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系及屈光度补偿透镜移动量获取固视目标调节透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜，在一实施例中，根据目镜移动量和固视目标调节透镜移动量关系表及目镜移动量，获取固视目标调节透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜，使眼睛聚焦看到清晰的固视目标；
图像调节，利用图像质量分析算法对成像单元的图像进行处理和分析得到图像的高频信号，判断图像是否清晰，若成像单元的图像清晰，则不需要调节成像单元；若成像单元的图像不清晰，则调节成像单元，在一实施例中，优选地，成像单元包括眼底断层成像单元和眼底成像单元，图像质量分析算法包括二维傅立叶变换算法，眼底断层成像单元和眼底成像单元的图像通过二维傅立叶变换算法得到图像的频谱信息；眼底断层成像单元和眼底成像单元存在倾斜的干扰信号，根据干扰信号的特征，提取眼底断层成像单元和眼底成像单元图像频谱信息的水平方向和垂直方向的高频信号；分别计算眼底断层成像单元和眼底成像单元的水平方向的高频信号和垂直方向的高频信号，并分别对水平方向的高频信号和垂直方向的高频信号进行归一化处理；眼底断层成像单元的水平方向的高频信号和垂直方向的高频信号相乘得到眼底断层成像单元图像的高频信号，眼底成像单元的水平方向的高频信号和垂直方向的高频信号相乘得到眼底成像单元图像的高频信号；分析眼底断层成像单元和眼底成像单元的图像的高频信号，判断图像分辨率是否满足要求，如眼底图像分辨率为41.7lp/mm，眼底图像分辨率低于80lp/mm，眼底图像分辨率不满足要求，则自动调节眼底断层成像单元和眼底成像单元。
一种多光路成像自动联调装置，如图2所示，包括光路成像模块和调节模块，光路成像模块设有光路单元，调节模块用于自动调节光路单元，如图3所示，光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，眼底断层成像单元用于获取眼底断层图，固视目标成像单元用于眼睛的定位，瞳孔成像单元用于获取瞳孔图，眼底成像单元用于获取眼底图，固视目标成像单元设有第一调节模块，眼底断层成像单元设有第二调节模块，眼底成像单元设有第三调节模块，第一调节模块调节固视目标成像单元，第二调节模块调节眼底断层成像单元，第三调节模块调节眼底成像单元。
优选地，在一实施例中，如图4所示，眼底断层成像单元包括屈光度补偿透镜、扫描部件4、参考光路15、光源、光纤耦合器、探测器、信号处理单元、准直透镜、第一电机、第二电机，屈光度补偿透镜包括目镜2和扫描透镜组3，第一电机调节屈光度补偿透镜，第二电机控制准直透镜，光源与光纤耦合器光纤连接，扫描部件包括平面反光镜，光纤耦合器与探测器连接，探测器与信号处理单元连接，参考光路15包括反射镜，超辐射发光二极管光源产生的弱相干光注入光纤耦合器，弱相干光经准直透镜在光纤耦合器中被分为参考光束和信号光束，参考光束进入参考光路15经反射镜反射，信号光束经扫描部件4和扫描透镜组3进入眼睛1后有一定的穿透深度，眼睛1自其表面开始在不同深度的各个层面对此光束都有一定的背向反射，来自参考光路15的反射光和眼睛1的背向反射光再次进入光纤，并在光纤耦合器相遇发生干涉叠加，叠加后光束的强度信号被探测器所测量，探测器测量到的信号上传至信号处理单元进行处理，经处理后的信号在计算机上经处理后显示为眼底断层图，如图5所示，固视目标成像单元包括固视目标25、屈光度补偿透镜、固视目标调节透镜24、第一电机、第三电机，屈光度补偿透镜包括目镜2和扫描透镜组3，优选地，固视目标25包括但不限于十字形目标和米字形目标，第三电机控制固视目标调节透镜24，固视目标25的光束经固视目标调节透镜24到达反射镜，第三电机控制调节固视目标调节透镜24的距离，光束经反射镜进入目镜2和扫描透镜组3，第一电机控制调节目镜2和扫描透镜组3的距离，光束经眼睛1的晶状体折射后在眼底成像，如图6所示，瞳孔成像单元包括瞳孔相机35、瞳孔相机调节透镜34、屈光度补偿透镜、第一电机，屈光度补偿透镜包括目镜2和扫描透镜组3，眼睛1的瞳孔反射的光束经过目镜2和扫描透镜组3到达反射镜，第一电机控制调节目镜2和扫描透镜组3的距离，光束经反射镜进入瞳孔相机调节透镜34，用瞳孔相机35获取瞳孔图，如图7所示，眼底成像单元包括眼底相机45、屈光度补偿透镜、眼底相机调节透镜44、第一电机，第一电机控制屈光度补偿透镜，屈光度补偿透镜包括目镜2和扫描透镜组3，眼睛1的眼底反射的光束经过目镜2和扫描透镜组3到达反射镜，第一电机控制调节目镜2和扫描透镜组3的距离，光束经反射镜进入眼底相机调节透镜44，用眼底相机45获取眼底图。
在一实施例中，优选地，第一调节模块设有屈光度补偿透镜与固视目标调节透镜映射关系，屈光度补偿透镜包括目镜和扫描透镜组，屈光度补偿透镜与固视目标调节透镜映射关系包括屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量关系表，通过实验建立屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量关系表，第一电机控制调节屈光度补偿透镜，通过屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量关系表获取固视目标调节透镜24移动量，通过第三电机控制调节固视目标调节透镜24，使眼睛1看到清晰的固视目标，眼底断层成像单元获取眼底断层图，眼底成像单元通过眼底相机45获取眼底图，若眼底断层成像单元和眼底成像单元的图像清晰，则不需要调节眼底断层成像单元和眼底成像单元，若眼底断层成像单元或眼底成像单元的图像不清晰，则利用第二调节模块调节眼底断层成像单元，利用第三调节模块调节眼底成像单元。
在一实施例中，第二调节模块和第三调节模块设有图像质量分析算法，图像质量分析算法用于处理和分析图像，第二调节模块和第三调节模块通过二维傅立叶变换算法获取图像的频谱信息，然后提取图像水平方向和垂直方向的高频信号，对水平方向和垂直方向的高频信号进行计算和归一化处理，水平方向的高频信号乘以垂直方向的高频信号得到图像的高频信号，眼底断层图或眼底图像分辨率低于规定分别率时，利用第二调节模块调节眼底断层成像单元，利用第三调节模块调节眼底成像单元。
本发明提供一种多光路成像自动联调方法，包括步骤建立映射关系，采集屈光度补偿透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜，图像调节，本发明还涉及一种多光路成像自动联调装置，包括光路成像模块和调节模块，光路成像模块设有光路单元，调节模块用于自动调节光路单元，光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，固视成像单元设有第一调节模块，眼底断层成像单元设有第二调节模块，眼底成像单元设有第三调节模块，第一调节模块调节固视目标成像单元，第二调节模块调节眼底断层成像单元，第三调节模块调节眼底成像单元，通过在需要调节的位置，根据调节精度需要安装不同精度的调节模块，利用多光路成像自动联调方法，实现多光路的自动联调，减少调试时间，提高调试重复性，降低对工作人员操作水平的要求。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多光路成像自动联调方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立映射关系，实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系，所述实验建立屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系包括实验建立屈光度补偿透镜移动量和固视目标调节透镜移动量映射关系；
采集屈光度补偿透镜移动量；
自动联调固视目标调节透镜，根据屈光度补偿透镜和固视目标调节透镜映射关系及屈光度补偿透镜移动量获取固视目标调节透镜移动量，自动联调固视目标调节透镜；
图像调节，利用图像质量分析算法对成像单元的图像进行处理和分析得到图像的高频信号，判断图像是否清晰，若成像单元的图像清晰，则不需要调节成像单元；若成像单元的图像不清晰，则调节成像单元。
2.如权利要求1所述的一种多光路成像自动联调方法，其特征在于：所述成像单元包括眼底断层成像单元和眼底成像单元。
3.如权利要求2所述的一种多光路成像自动联调方法，其特征在于：所述图像质量分析算法包括二维傅立叶变换算法，所述眼底断层成像单元和所述眼底成像单元的图像通过二维傅立叶变换算法得到图像的频谱信息。
4.一种多光路成像自动联调装置，其特征在于：包括光路成像模块和调节模块，所述光路成像模块设有光路单元，所述调节模块用于自动调节所述光路单元，所述光路单元包括眼底断层成像单元、固视目标成像单元、瞳孔成像单元、眼底成像单元，所述眼底断层成像单元用于获取眼底断层图，所述固视目标成像单元用于眼睛的定位，所述瞳孔成像单元用于获取瞳孔图，所述眼底成像单元用于获取眼底图，所述固视目标成像单元设有第一调节模块，所述眼底断层成像单元设有第二调节模块，所述眼底成像单元设有第三调节模块，所述第一调节模块调节所述固视目标成像单元，所述第二调节模块调节所述眼底断层成像单元，所述第三调节模块调节所述眼底成像单元。
5.如权利要求4所述的一种多光路成像自动联调装置，其特征在于，所述眼底断层成像单元包括光源、光纤耦合器、参考光路、扫描部件、准直透镜、第二电机、屈光度补偿透镜、探测器、信号处理单元，所述光源与所述光纤耦合器连接，所述光纤耦合器与所述探测器连接，所述探测器与所述信号处理单元连接，所述参考光路包括反射镜，所述固视目标成像单元包括固视目标、屈光度补偿透镜、第一电机、第三电机、固视目标调节透镜，所述瞳孔成像单元包括瞳孔相机、瞳孔相机调节透镜、屈光度补偿透镜、第一电机，所述眼底成像单元包括眼底相机、屈光度补偿透镜、眼底相机调节透镜、第一电机，所述第一电机控制所述屈光度补偿透镜，所述第二电机控制所述准直透镜，所述第三电机控制所述固视目标调节透镜，所述扫描部件扫描光束。
6.如权利要求4所述的一种多光路成像自动联调装置，其特征在于：所述第一调节模块设有屈光度补偿透镜与固视目标调节透镜映射关系，所述第二调节模块和所述第三调节模块设有图像质量分析算法，所述图像质量分析算法用于处理和分析图像。
7.如权利要求6所述的一种多光路成像自动联调装置，其特征在于：所述固视目标包括十字形目标和米字形目标。
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