CN114159019A - 结合oct成像的眼底相机光学系统及眼科设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种结合OCT成像的眼底相机光学系统及眼科设备,该系统包括OCT成像模块、固视光学模块、眼前节摄像模块、眼底相机照明模块、眼底相机成像模块,以及由计算机控制的快门装置。本发明采用眼前房摄像技术,实时对准被检人眼虹膜中心或者瞳孔中心;利用前后节OCT快速前后切换扫描技术,实现眼前/后节OCT成像;利用眼前节OCT的精确测距,实现工作距离的精确定位;利用眼后节OCT图像实现系统的自动调屈,并指导眼底成像系统光路的调屈控制,实现测量各个步骤过程中,注视光路都能提供清晰的固视效果;利用快门切换,实现OCT采图与眼底成像采图的快速切换,最终实现系统采图的全自动化实现方案。
Description
技术领域
本发明涉及眼科光学测量、眼科检测设备,特别是涉及一种结合OCT(OpticalCoherence Tomography,光学相干层析成像)成像的眼底相机光学系统及眼科设备。
背景技术
眼底相机属于医学成像领域,用于获取人眼视网膜图像,以便医疗人员检查眼底病或者辅助医疗人员判断其它器官的病情。由于眼底的血管是人体唯一可以通过体表直接观察到的血管,医疗人员通过眼底照相机可以检查眼底的视神经、视网膜、脉络膜以及屈光介质是否存在病变,同时还可以通过眼底照相机的协助对其它系统疾病进行诊断和病情判断,例如通过筛选视网膜照片检测脑梗塞、脑溢血、脑动脉硬化、脑肿瘤、糖尿病、肾病、高血压、早产儿视网膜病变、青光眼、老年化黄斑变性等。越早检测出这些疾病越有利于临床治疗,因此眼底照相机普遍用于临床筛查眼底疾病,成为不可或缺的医疗器械。
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、成像速度快、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。
现有技术一(一种结合OCT系统的眼底相机,专利申请号:201410550642.9)无法实现人眼前后节OCT的快速切换成像,无法实现被检人眼前房的每个测量步骤时的眼前房摄像,并且光路结构复杂。
现有技术二(眼科检测系统及方法,专利申请号:202011119620.9)并无眼底相机光路。
发明内容
为了弥补上述现有技术的不足,本发明提出一种结合OCT成像的眼底相机光学系统及眼科设备。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决:
本发明提出一种结合OCT成像的眼底相机光学系统,用于对被检人眼进行检测,包括:OCT成像模块、固视光学模块、眼前节摄像模块、眼底相机照明模块、眼底相机成像模块,以及由计算机控制的快门装置,快门装置包括快门分光镜和快门驱动装置,快门装置设置在OCT成像模块和眼底相机照明模块之间;通过计算机控制快门装置,快门驱动装置能够驱动快门分光镜处于光路中或离开光路,实现人眼OCT成像到眼底彩照成像的切换,并且快门装置将眼前节摄像模块与眼底相机成像模块进行耦合。
在一些实施例,所述OCT成像模块,包括OCT光源、光纤耦合器、参考臂模块、探测器、样品臂模块;述样品臂模块包括接目物镜、第三分光镜、眼后节OCT样品臂模块,以及由计算机控制的光路扫描装置、光程调节装置;所述光路扫描装置为一维扫描装置或二维扫描装置,通过计算机控制所述光路扫描装置、光程调节装置,实现人眼不同深度部位的OCT成像。
在一些实施例,所述眼后节OCT样品臂模块包括第一注视分光镜、OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,其中当启用眼后节OCT成像光路时,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间;所述快门分光镜能对OCT光源发出的信号光进行反射;并且对来自固视光学模块中固视光源发出的固视光进行反射;还能对来自眼前节摄像模块中照明光源发出的红外照明光进行反射;并且对来自眼底相机照明模块出射的光进行透射。
在一些实施例,所述样品臂模块还包括眼前节OCT样品臂模块,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的第一注视分光镜、OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜,以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置,眼前节OCT插入镜驱动装置能够驱动眼前节OCT插入镜处于光路中或离开光路,其中当启用眼前节OCT成像光路时,所述眼前节OCT插入镜处于光路中,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间。
在一些实施例,所述固视光学模块包括固视光源、固视光阑、固视光路透镜,固视光源为用于被检人眼E固视的固视标;来自所述固视光源的光通过固视光阑、固视光路透镜,经所述第一注视分光镜反射,经所述OCT调焦装置调节屈光度,经所述第三分光镜的反射,所述快门分光镜的反射后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er。
在一些实施例,所述眼前节摄像模块包括眼前节摄像透镜、眼前节摄像装置,所述眼前节摄像模块用于眼前节摄像预览,以便于指导医生操作仪器,让探头光路对准被检人眼;或者通过自动识别虹膜中心位置,用于指导探头自动进行三维移动,实现对被检人眼瞳孔的对准,实现对被检人眼的检测;其中当启用眼前节摄像光路时,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间,照明光源发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射;反射光穿过所述接目物镜,经所述快门分光镜反射,透射所述第三分光镜、眼前节摄像透镜,被眼前节摄像装置拍摄到。
在一些实施例,还包括斜角度眼前节摄像模块,所述斜角度眼前节摄像模块包括斜角度眼前节摄像透镜、斜角度眼前节摄像装置,所述斜角度眼前节摄像模块结合所述眼前节摄像模块,用于辅助瞳孔或者虹膜中心的识别;所述斜角度眼前节摄像模块安装于所述接目物镜下方;照明光源发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射;反射光穿过斜角度眼前节摄像透镜,被斜角度眼前节摄像装置拍摄到。
在一些实施例,所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机照明模块用于提供环形照明方式照亮眼底,以便于成像光路实现眼底的红外预览成像和/或闪光灯拍照成像;当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,所述眼底相机照明模块的眼底照明红外光出光,经所述开孔反射镜反射,透射所述快门分光镜、接目物镜,再经所述人眼E,照明眼底Er;当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路。
在一些实施例,所述眼底相机成像模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜、摄像装置、眼底红外预览摄像装置,所述开孔光阑设置在所述开孔反射镜中间孔位中;当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路,从眼底Er反射的光,经所述人眼E、接目物镜,穿过所述开孔光阑,再被所述调屈镜调节屈光度,该光又经所述成像镜、所述第五分光镜;所述第五分光镜使得白光透射所述第五分光镜到达所述摄像装置,从而获得眼底彩照;当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,眼底照明红外光经所述第五分光镜反射后进入眼底红外预览摄像装置,获得眼底红外预览图像;所述调屈镜移动使得不同人眼的眼底Er能够与所述摄像装置或者所述眼底红外预览摄像装置共轭,得到眼底的清晰图像。
在一些实施例,所述眼底相机成像模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、摄像装置;当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路,从眼底Er反射的光,经所述人眼E、接目物镜,穿过所述开孔光阑,再被所述调屈镜调节屈光度,该光又经所述成像镜;到达所述摄像装置,从而获得眼底彩照;当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,眼底照明红外光进入摄像装置,获得眼底红外预览图像;所述调屈镜移动使得不同人眼的眼底Er能够与所述摄像装置共轭,得到眼底的清晰图像。
在一些实施例,所述眼后节OCT样品臂模块包括OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜,以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置;所述固视光学模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜、固视光源;所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机成像模块包括与所述固视光学模块共用的开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜,以及摄像装置;来自固视光源的光经所述第五分光镜反射,透射所述成像镜、调屈镜,穿过所述开孔光阑、快门分光镜后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er;所述固视光源与摄像装置相对于所述第五分光镜共轭设置;所述调屈镜调屈控制电机,与所述OCT调焦装置控制电机联动控制,使得所述调屈镜所处的调屈光位置与所述OCT调焦装置所处的调屈光位置能够保持一致;所述OCT调焦装置针对被检人眼屈光调至最合适位置时,所述调屈镜亦调至相应的屈光位置,实现被检人眼看清固视标。
在一些实施例,所述眼后节OCT样品臂模块包括OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置;所述固视光学模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、单反相机、注视光路反射镜、固视光路透镜、固视光源;所述单反相机包括单反快门分光镜、单反摄像装置、取景窗模块光路;所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机成像模块包括与所述固视光学模块共用的开孔光阑、调屈镜、成像镜,以及单反快门分光镜、单反摄像装置;来自固视光源的光透射所述固视光路透镜,经所述注视光路反射镜反射后,入射所述单反相机的取景窗模块光路,沿所述取景窗模块光路主光轴照射所述单反快门分光镜,经所述单反快门分光镜反射,透射所述成像镜、调屈镜,穿过所述开孔光阑、快门分光镜后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底E;所述固视光源与所述单反摄像装置相对于所述单反快门分光镜共轭设置。
本发明还提出一种眼科设备,包括上述任一项所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统。
本发明与现有技术对比的有益效果包括:本申请采用眼前房摄像技术,实时对准被检人眼虹膜中心或者瞳孔中心,利用前后节OCT快速前后切换扫描技术,实现眼前/后节OCT成像,利用眼前节OCT的精确测距,实现工作距离的精确定位。利用眼后节OCT图像实现系统的自动调屈,并指导眼底成像系统光路的调屈控制,实现测量各个步骤过程中,注视光路都能提供清晰的固视效果。利用快门切换,实现OCT采图与眼底成像采图的快速切换。最终实现系统采图的全自动化实现方案。
附图说明
图1是本发明实施例一的结合前后节OCT成像的眼底相机系统示意图;
图2是本发明实施例的眼后节OCT成像系统示意图;
图3是本发明实施例的眼前节OCT成像系统示意图;
图4是本发明实施例的固视光学模块示意图;
图5是本发明实施例的眼前节摄像模块示意图;
图6是本发明实施例的斜角度眼前节摄像模块示意图;
图7A、7B是本发明实施例的眼底相机照明模块示意图;
图8A、8B是本发明实施例的眼底相机成像模块示意图;
图9是本发明实施例的全自动检测的框架流程示意图;
图10是本发明实施例二的结合前后节OCT成像的眼底相机系统示意图;
图11是本发明实施例三的结合前后节OCT成像的眼底相机系统示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语,仅是互为相对概念,或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。
本专利属于眼科光学检测设备领域,将眼底彩照技术同眼科光学相干断层扫描技术(OCT)相结合,并辅以自动测量技术、前后节OCT快速切换成像技术,来实现综合眼科测量平台。为被测者提供更高效、便捷、快速的检测设备,能够获得人眼众多结构信息,包括眼前房摄像、人眼前后节OCT成像、眼底彩照成像、人眼轴长等。
本专利采用前后节快速切换OCT系统,结合眼底成像技术,眼前房摄像技术,能够解决人眼众多光学参数的检测;从而满足不同部位测量的需要,能够获得众多人眼重要参数的准确数据,满足医生临床诊断的需要。
眼底相机结合OCT成像的系统是一复杂的系统,如何让眼底相机系统和眼前/后节OCT系统相互配合,实现仪器的多种有用的功能,更好的帮助医生检测患者的眼睛,为诊断提供更多有用的数据,一直是业界难题。
本发明人研究发现,现有技术201410550642.9中无法实现人眼前后节OCT的快速切换成像、无法实现被检人眼前房的每个测量步骤时的眼前房摄像的原因之一,在于其眼后节OCT光路经过开孔反射镜,光路受其限制,影响眼后节OCT光路的设计。而现有技术202011119620.9中没有眼底相机光路的原因之一,是在于其采用接目物镜调屈,无法适合于眼底相机光路系统。
本发明下述实施例则根据这两项认识重新展开光路设计,规避光路之间的影响。
本发明实施例采用眼前房摄像技术,实时对准被检人眼虹膜中心或者瞳孔中心;利用前后节OCT快速前后切换扫描技术,实现眼前/后节OCT成像;利用眼前节OCT的精确测距,实现工作距离的精确定位;利用眼后节OCT图像实现系统的自动调屈,并指导眼底成像系统光路的调屈控制,实现测量各个步骤过程中,注视光路都能提供清晰的固视效果;利用快门切换,实现OCT采图与眼底成像采图的快速切换,最终实现系统采图的全自动化实现方案。
实施例1
本发明实施例结合快速切换前后节OCT成像的眼底相机系统,具有快速切换功能,可实现对物体不同深度进行大范围OCT扫描测量,提高了OCT系统的探测范围(前后节成像),切换系统稳定,定位精确,不影响系统信噪比;能实现光束在不同位置分别聚焦,可针对不同视力的人眼实现高质量的不同部位的OCT成像,具有较高的横向分辨率;能实现前后节OCT成像过程中,提供眼前房成像的实时预览;实现前后节OCT成像过程中,注视光路提供清晰的固视;实现眼底相机与前后节OCT成像的自动切换及系统整合;能够获得人眼众多结构数据,如角膜曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体表面曲率、眼轴长、白到白距离、瞳孔直径、眼底彩照等;可针对人眼不同深度的组织:角膜、晶状体前表面、晶状体后表面以及视网膜分别聚焦,从而提高不同组织OCT探测的信噪比及分辨率。
该系统具有以下优点:a)探头光路要求实现人眼不同部位的OCT成像,但它们所采用的扫描模式和聚焦位置不同,因而测量所采用的光路应有所不同;眼后节OCT成像时要求扫描光束中心线汇聚于人眼瞳孔,而任意时刻的OCT光束要平行入射人眼;而眼前节成像时,要求任意时刻的OCT光束要聚焦于人眼前节不同深度的组织;b)眼后节OCT成像时等光程面位于人眼视网膜,而角膜成像时等光程面位于角膜,晶状体前表面成像时等光程面位于晶状体前表面,晶状体后表面成像时等光程面位于晶状体后表面,无需通过调节参考臂的光程来实现不同部位的OCT成像;c)可以针对不同视力的人眼进行屈光补偿,实现不同部位人眼成像;d)可以让测前节不同部位时,探测光束聚焦于不同部位,提高成像分辨率及信噪比;e)实现人眼固视光路的调屈,以满足不同屈光人眼的固视;f)眼前节摄像模块光路,用于指导医生操作仪器,并能用于测量瞳孔直径及白到白距离;g)快速精确的切换装置,实现人眼不同部位的快速OCT成像;h)在人眼不同部位的OCT成像的基础上,能实现眼轴长、前房深度、晶状体厚度等的快速准确测量;i)固视光路与眼后节OCT共用屈光调节装置,减少固视光路的运动件,并实现固视光路与眼后节OCT光路共焦,有利于被测人眼的固视及眼后节OCT图像的采集。
参考图1,只是该方案的其中一个实施例,图中所画的镜片只是一个示意,其可为胶合件或者镜组等形式构成,这点属于公知常识。结合快速切换前后节OCT成像的眼底相机系统包括:OCT成像模块、眼后节OCT样品臂模块、眼前节OCT样品臂模块、固视光学模块及眼前节摄像模块、斜角度眼前节摄像模块、眼底相机照明模块140、眼底相机成像模块等。
通过计算机控制光路扫描装置1109、眼前节OCT插入镜驱动装置,及光程调节装置11070实现眼前节OCT成像光路与眼后节OCT成像光路切换,实现人眼不同深度部位的OCT成像;通过计算机控制快门装置130701,快门装置130701包括快门分光镜1307和快门驱动装置,快门驱动装置能够驱动快门分光镜1307处于光路中或离开光路,实现人眼OCT成像到眼底彩照成像的切换,并且快门装置130701将眼前节摄像模块与眼底相机成像模块进行耦合。
探头10包含眼后节OCT样品臂模块、眼前节OCT样品臂模块、固视光学模块及眼前节摄像模块、斜角度眼前节摄像模块、眼底相机照明模块140、眼底相机成像模块等。
OCT成像模块
OCT成像模块,包括OCT光源1101、光纤耦合器1103、参考臂模块112、探测器1141、计算机1143及样品臂模块。其中参考臂模块112,包括参考臂光路透镜1121、参考臂反射镜1123。其中样品臂模块包括:偏振控制器1105、准直镜1107、光路扫描装置1109、眼后节OCT样品臂模块、眼前节OCT样品臂模块、光程调节装置11070。其中光程调节装置11070能够驱动准直镜1107及光纤耦合器1103样品臂端光纤头(未图示)的整体沿光轴平移,实现调整样品臂光路光程的作用;其中光路扫描装置1109,可由一维或者多维扫描机构构成,图中示意了二维扫描装置包含扫描装置11091及11093。
OCT成像模块光路包括OCT光源1101,其输出的光经过光纤耦合器1103向样品臂模块和参考臂模块112提供光;参考臂模块具有已知长度并通过参考臂反射镜1123将光反射回到光纤耦合器1103中;样品臂模块向被检人眼E提供光,来自样品散射回来的光经过样品臂模块、偏振控制器1105与参考臂的反射回来的光在光纤耦合器1103中发生干涉,干涉光被探测器1141探测到,再经过计算机1143处理,最后显示出被测样品的OCT图像;通过光路扫描装置1109对样品进行扫描,实现OCT的断层成像;其中OCT光源1101输出波长为近红外光。
眼后节OCT样品臂模块
参考图2,眼后节OCT成像系统能获得视网膜厚度等人眼结构重要参数。
眼后节样品臂模块包括光程调节装置11070、光路扫描装置1109、第一注视分光镜1301、OCT调焦装置1303、第三分光镜1305、快门分光镜1307以及接目物镜1201。
当进行眼后节OCT成像时,从光纤耦合器1103样品臂端光纤头出射的光,经准直镜1107准直,经光路扫描装置1109的反射。此时光路扫描装置1109由计算机1143控制进行扫描,光束经过光路扫描装置1109反射后,再经第一注视分光镜1301透射,穿过OCT调焦装置1303,经第三分光镜1305反射。此时快门分光镜1307插入光路中。上述眼后节OCT探测光,经快门分光镜1307反射到接目物镜1201,最后经过人眼E会聚到人眼眼底Er。眼后节OCT成像光路系统的探测光束满足扫描光束中心线汇聚于人眼瞳孔附近,而任意时刻OCT光束聚焦于人眼眼底Er。
其中眼后节OCT成像光路OCT调焦装置1303,针对不同人眼(其屈光度不同),通过调节眼后节OCT成像光路OCT调焦装置1303,使得OCT光束都能汇聚于人眼眼底Er。即光束聚焦于视网膜上,这样能有效提高视网膜测量时,OCT图像的信噪比及横向分辨率。
其中调屈镜1204调屈控制电机,与OCT调焦装置1303控制电机联动控制,使得调屈镜1204所处的调屈光位置与OCT调焦装置1303所处的调屈光位置能够保持一致。
第一注视分光镜1301可对来自固视光学模块中固视光源1701发出的固视光进行反射;可对OCT光源1101输出光进行透射。
第三分光镜1305可对来自固视光学模块中固视光源1701发出的固视光进行反射,对OCT光源1101输出光进行反射,对眼前节摄像模块中的照明光源1901进行透射。
快门分光镜1307可对OCT光源1101发出的信号光进行反射;并且对来自固视光学模块中固视光源1701发出的固视光进行反射;还能对来自眼前节摄像模块中照明光源1901发出的红外照明光进行反射;并且对来自眼底相机照明模块140出射的光进行透射。
光程调节装置11070针对人眼轴长的不同进行光程调节,以实现眼后节OCT图像的采集。
眼前节OCT样品臂模块
参考图3,眼前节样品臂模块包括光程调节装置11070、光路扫描装置1109、第一注视分光镜1301、OCT调焦装置1303、眼前节OCT插入镜1501、眼前节OCT插入镜驱动装置、第三分光镜1305、快门分光镜1307以及接目物镜1201。眼前节OCT插入镜驱动装置能够驱动眼前节OCT插入镜1501处于光路中或离开光路,其中当启用眼前节OCT成像光路时,眼前节OCT插入镜1501处于光路中,快门分光镜1307处于光路中并处于接目物镜1201与第三分光镜1305之间。
当进行眼前节OCT成像时,从光纤耦合器1103样品臂端光纤头出射的光,经准直镜1107准直,经光路扫描装置1109的反射,透射第一注视分光镜1301,穿过OCT调焦装置1303,透射眼前节OCT插入镜1501,再经第三分光镜1305反射。此时快门分光镜1307插入光路中。上述眼前节OCT探测光,经快门分光镜1307反射到接目物镜1201,最后经过人眼E会聚到人眼前节。眼前节OCT成像光路系统的探测光束满足OCT光束聚焦于人眼前节。
此时,眼前节OCT插入镜1501由计算机1143控制插入光路中。
测角膜及晶状体前后表面时,通过调节OCT调焦装置1303,使得眼前节OCT探测光聚焦,能有效提高角膜、晶状体前后表面测量时,OCT图像的信噪比及横向分辨率。
测量眼前节OCT图像时,通过扫描装置扫描;通过光程调节装置11070沿光轴平动,实现OCT测量所需的光程匹配;通过OCT调焦装置1303沿光轴平动,来实现调焦。眼前节样品臂模块,能获得角膜、晶状体前后表面的OCT图像,从而能获得角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率等人眼结构重要参数。
眼前节OCT样品臂模块配合眼后节OCT样品臂模块,能获得眼轴长等人眼结构重要参数。
固视光学模块
参考图4,固视光学模块中的固视光源1701为用于被检人眼E固视的固视标(内部固视标)。来自固视光源1701的光通过固视光阑1711及固视光路透镜1703,经第一注视分光镜1301反射,经OCT调焦装置1303调节屈光度,经第三分光镜1305的反射,快门分光镜1307的反射后,该光经过接目物镜1201再入射到被检人眼E。最后,内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er。其中眼前节OCT插入镜1501,测眼后节OCT图像时,离开光路,而测眼前节OCT图像时,插入光路。
固视光源1701可采用单点LED,或者LCD屏、OLED屏或者LED阵列屏等。
当进行眼后节OCT成像时,不同人眼观察固视点时,固视点的清晰程度不同,这给被测者固视时造成不舒适,这不便于被测眼的固视及固定。由于眼后节OCT光路经过OCT调焦装置1303调屈后,能聚焦于眼底视网膜Er上,即人眼能看清晰扫描线。由于眼后节OCT光路与固视光路,共用OCT调焦装置1303,便能实现对于不同人眼都能看清固视标。
眼前节摄像模块
参考图5,该模块能用于眼前节摄像预览,以便于指导医生操作仪器,让探头光路对准被检人眼。或者通过自动识别虹膜中心位置,用于指导探头10自动进行三维移动,实现对被检人眼瞳孔的对准,从而实现对被检人眼的检测。
红外照明光源1901发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射。反射光穿过接目物镜1201,经快门分光镜1307反射,透射第三分光镜1305及眼前节摄像透镜1903,最后被眼前节摄像装置1907拍摄到。
检测者使用下颚托装置(未图示)使被检测者头部固定,并让被检测者固视系统的固视标,以使得被检测者人眼固定。之后,检测者一边通过观察计算机1143的显示屏,一边通过操作杆控制下颚托装置以及探头等的移动,以使被检人眼E的眼前节进入眼前节摄像装置1907中,并且眼前节像呈现在计算机1143的显示屏中。或者通过自动识别虹膜中心位置,用于指导探头10自动进行三维移动,实现对被检人眼瞳孔的对准,从而实现对被检人眼的检测。
眼前节摄像模块,能获得白到白距离、瞳孔直径等人眼结构重要参数。
上图中照明光源1901的分布只是示意,亦可采用其他分布方式,只需该照明光源1901照射被检人眼前节即可。数量可以1个或者多个。照明光源1901的分布方位,可左右,上下或者斜向分布等。
斜角度眼前节摄像模块
参考图6,系统另一优选的方案是结合斜角度眼前节摄像模块,用于辅助瞳孔或者虹膜中心的识别。
斜角度眼前节摄像模块上图所示,其安装于接目物镜1201下方。
照明光源1901(红外光)发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射。反射光穿过斜角度眼前节摄像透镜1801,最后被斜角度眼前节摄像装置1803拍摄到。
斜角度眼前节摄像模块优选分布于接目物镜1201的下方。分布在探头10的X方向左侧/右侧,不利于双眼的一并使用,分布在接目物镜1201的上方,易受眼皮遮挡。
斜角度眼前节摄像模块相比于眼前节摄像模块,斜角度眼前节摄像模块拍摄范围更大,景深更大,但成像分辨率较眼前节摄像模块略差。
相比而言,眼前节摄像模块采用同轴设计,但其成像范围受探头10内的其他光路限制,尤其工作距等的限制,导致其成像范围小。另外眼前节摄像模块还用于测量虹膜直径及瞳孔直径等数据,故要求其拥有较高的成像质量,其分辨率提高了,但景深便受到一定的限制。当探头10沿Z方向前后大范围移动时,由于其所拍摄的眼前节摄像不够清晰,易发生自动识别虹膜或者瞳孔位置异常,故系统引入了斜角度眼前节摄像模块。
故系统初始搜索虹膜或者瞳孔位置,可借助斜角度眼前节摄像模块拍摄的图像,但精确定位虹膜中心或者瞳孔中心,采用的是眼前节摄像模块。
由于处于斜角度分布,故斜角度眼前节摄像模块结合眼前节摄像模块能够进一步判断被检人眼的Z方向位置,辅助探头10调节被检人眼E的工作位置。即斜角度眼前节摄像模块光路主光轴L18及眼前节摄像模块光路主光轴L1相交的位置能够定位瞳孔中心Z方向的位置。
眼底相机照明模块140
参考图7A,眼底相机照明模块140包括眼底照明光源、开孔反射镜1202,眼底相机照明模块140用于提供眼底照明红外光及白光闪光等环形照明方式照亮眼底,以便于成像光路实现眼底的红外预览成像及闪光灯拍照成像。
眼底相机照明模块140出光,经开孔反射镜1202反射,透射快门分光镜1307及接目物镜1201,再经人眼E,照明眼底Er。
其中红外预览成像时,快门分光镜1307处于光路中,眼底相机照明模块140的眼底照明红外光出光,而白光闪光灯不亮。
当进行闪光灯拍照成像时,若快门分光镜1307采用透射眼底相机照明模块140出射的红外及白光设计时,该快门分光镜1307亦可在闪光灯拍照时仍处于光路中。在闪光灯拍照模式下,眼底红外预览成像不工作。但优选的方案是,闪光灯拍照成像时,将快门分光镜1307抽离成像光路。如图7B所示。
其中快门分光镜1307由快门驱动装置带动进行插入光路或者移出光路。
其中快门驱动装置,可以采用电磁继电器、音圈电机、伺服电机、扫描振镜等机构。
眼底相机成像模块
参考图8A,眼底相机成像模块由接目物镜1201、快门分光镜1307、开孔光阑1203、调屈镜1204、成像镜1205、第五分光镜1206、摄像装置1207、眼底红外预览摄像装置1221构成。眼底相机成像模块用于实现眼底的红外预览及白光闪光拍照成像的功能。
当进行闪光灯拍照成像时,若快门分光镜1307处于光路中,从眼底Er反射的光,经人眼E、接目物镜1201、快门分光镜1307,穿过开孔光阑1203,再被调屈镜1204调节屈光度,该光又经成像镜1205及第五分光镜1206。其中第五分光镜1206使得白光透射第五分光镜1206到达摄像装置1207,从而获得眼底彩照;当进行红外预览成像时,快门分光镜1307处于光路中,而眼底照明红外光经第五分光镜1206反射后进入眼底红外预览摄像装置1221,从而获得眼底红外预览图像。
其中调屈镜1204移动使得不同人眼的眼底Er能够与摄像装置1207或者眼底红外预览摄像装置1221共轭,从而得到眼底的清晰图像。
其中调屈镜1204调屈控制电机,与OCT调焦装置1303控制电机联动控制,使得调屈镜1204所处的调屈光位置与OCT调焦装置1303所处的调屈光位置能够保持一致。另外注意:调屈镜1204是从动调屈的。但采集前节OCT图像时,OCT调焦装置1303所处的位置并非根据被检人眼的屈光位置。故调屈镜1204可采用只针对某几个采集步骤时进行联动调屈。比如在眼后节OCT采集步骤时进行联动调屈。
另外,如图8B所示,进行闪光灯拍照成像时,优选的方案是通过快门驱动装置将快门分光镜1307快速切换离开成像光路。
当进行闪光灯拍照成像时,另一优选的方案是通过另一快门驱动装置将第五分光镜1206快速切换离开成像光路。
全自动检测方案
参考图9,为说明全自动检测的框架流程:
1.准备阶段
各个电机复位并运动至相应的起始工作位置。该申请中电机复位包含以下电机:偏振控制器1105的控制电机,探头10X/Y/Z三维移动控制电机,调屈镜1204调屈控制电机,光程调节装置11070控制电机,OCT调焦装置1303控制电机,快门驱动装置,眼前节OCT插入镜驱动装置等。
以上电机及传动机构均未图示。
设定的起始工作位置:
偏振控制器1105的控制电机使得样品臂偏振态调至使得返回信号光的偏振态与参考臂的偏振态基本一致的位置。
探头10X/Y/Z三维移动控制电机,若针对待测者左眼(或右眼),移动到距离该眼一定的工作位置。
光程调节装置11070控制电机,运动至测量眼前节OCT所需样品臂光程长度的位置;
OCT调焦装置1303控制电机,运动至屈光状态基本处于0D的位置;其中0D的位置指,出射接目物镜1201的OCT探测光是准直光时,OCT调焦装置1303所处的位置。
调屈镜1204调屈控制电机,与OCT调焦装置1303控制电机联动控制,使得调屈镜1204所处的调屈光位置与OCT调焦装置1303所处的调屈光位置能够保持一致。
快门驱动装置使得,快门分光镜1307插入光路中。
眼前节OCT插入镜驱动装置,使得眼前节OCT插入镜1501插入眼前节OCT光路。
计算机1143控制光路扫描装置1109进行扫描,并控制OCT光源1101、固视光源1701、照明光源1901及眼底相机照明模块140的眼底照明红外光等光源出光,准备进行采集。
2.工作位置定位
待被检测者头部固定,及被检人眼固视后。斜角度眼前节摄像模块采集斜角度的眼前节图像,如含被检人眼虹膜及瞳孔的图像。计算机1143需实时识别虹膜轮廓或者虹膜中心,或者识别瞳孔轮廓或者瞳孔中心,以确定被检人眼的位置。
被检人眼的位置的判断的参考可以是多方面的多维度的,比如虹膜轮廓或者虹膜中心,或者瞳孔轮廓或者瞳孔中心,或者被检人眼虹膜成像(斜角度眼前节摄像模块采集的图像)的清晰度、或者锐度等指标,或者其他。以下统一称为被检人眼的位置的判断。
计算机1143还需自行判断被检人眼是否眨眼等动作,并做相应的剔除数据处理。
待计算机1143确定被检人眼的位置,并驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得系统光路主光轴L1(即入射被检人眼光路的主光轴),对准被检人眼E瞳孔中心。待计算机1143并根据被检人眼E虹膜成像的清晰度、或者锐度等指标,驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得所述清晰度得到最佳,或者锐度达到最高。
由于处于斜角度分布,故斜角度眼前节摄像模块结合眼前节摄像模块能够进一步判断被检人眼的Z方向位置,辅助探头10调节被检人眼E的工作位置。即斜角度眼前节摄像模块光路主光轴L18及眼前节摄像模块光路主光轴L1相交的位置能够定位瞳孔中心Z方向的位置。
由于斜角度眼前节摄像模块相比于眼前节摄像模块,斜角度眼前节摄像模块拍摄范围更大,景深更大,但成像分辨率较眼前节摄像模块略差。故系统初始搜索虹膜或者瞳孔位置,可借助斜角度眼前节摄像模块拍摄的图像,但更精确定位虹膜中心或者瞳孔中心,采用的是眼前节摄像模块。
故眼前节摄像模块一并工作并采集被检人眼E的眼前节图像,如含被检人眼虹膜及瞳孔的图像。
由斜角度眼前节摄像模块采集的图像初步定位被检人眼E的工作位置后,计算机1143再根据眼前节摄像模块,精确确定测眼E的工作位置,并驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得系统光路主光轴L1(即入射被检人眼光路的主光轴),对准被检人眼E瞳孔中心。待计算机1143并根据被检人眼E虹膜成像(眼前节摄像模块采集的图像)的清晰度、或者锐度等指标,驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得所述清晰度得到最佳,或者锐度达到最高。
后续采集工作中,计算机1143需根据眼前节摄像模块采集的被检人眼E虹膜图像,实时追踪被检人眼的位置,并驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机进行相应运动,使得系统光路主光轴L1(即入射被检人眼光路的主光轴),对准被检人眼E瞳孔中心。计算机1143实时根据被检人眼E虹膜成像(眼前节摄像模块采集的图像)的清晰度、或者锐度等指标,驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得所述清晰度得到最佳,或者锐度达到最高。
注意:结合了斜角度眼前节摄像模块是系统的另一优选方案或者说是辅助方案。但只利用眼前节摄像模块也是可行的。
3.眼前节OCT图像采集
计算机1143控制光路扫描装置1109进行扫描,控制OCT光源1101出光,OCT调焦装置1303控制电机,运动至屈光状态基本处于0D的位置;
光程调节装置11070控制电机,运动至测量眼前节OCT所需样品臂光程长度的位置;
快门驱动装置,使得快门分光镜1307插入光路中。
眼前节OCT插入镜驱动装置,使得眼前节OCT插入镜1501插入眼前节OCT样品臂光路。
计算机1143控制眼前节OCT样品臂模块对被检人眼前节进行OCT扫描,计算机1143驱动探头10的Z方向移动控制电机,进行Z方向移动(进行眼前节OCT采集的光程调节),并实时判断寻找被检人眼角膜的OCT图像。待找到角膜的OCT图像后,计算机驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机进行微调,使得角膜的OCT图像处于显示屏幕适当的位置,比如居中或者偏上。并让角膜OCT图像信号最强。当系统光路主光轴L1正对瞳孔中心,或者角膜顶点时,此时的角膜OCT图像信号往往最强。
由于OCT系统其基本原理是迈克尔逊干涉仪,故计算机1143能够根据光程匹配,通过眼前节的OCT图像,能够精确确定角膜顶点的位置。
当计算机1143控制光路扫描装置1109对眼前节进行放射线扫描时,如6线扫描。计算机1143能够根据扫描模式正交的两张眼前节OCT图像,判断眼前节OCT信号强度及确定角膜OCT信号强反光柱的位置或者弧形的角膜形态的拱顶相对于OCT图像中心的位置等,精确驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得系统光路主光轴L1正对瞳孔中心及角膜顶点。
故上述被检人眼E工作位置的判断的精度是不断提高的,由斜角度眼前节摄像模块采集的眼前节图像进行粗定位,由眼前节摄像模块采集的眼前节图像进行进一步定位,由眼前节的OCT图像进行精确定位。故可以看出斜角度眼前节摄像模块其实是起辅助作用,故其是非必须的,但添加该模块能够有利于判断被检人眼的工作位置。
另外测量人眼前房其他组织结构时,如被检人眼晶体前/后表面。计算机1143能够控制移动光程调节装置11070,使得眼前节OCT样品臂模块至眼前节待测部位的光程与参考臂模块112的光程匹配。计算机1143亦能够控制OCT调焦装置1303,使得出射接目物镜1201的眼前节OCT光束恰好聚焦于眼前节待测部位附近。从而提高眼前节待测部位的OCT图像信噪比及横向分辨率。
角膜前后位置对准,亦可添加其他光路来实现,参见专利申请号“201410550626.x”。
4.眼后节OCT图像采集
待上述步骤定位好被检人眼E的工作位置,并采集好眼前节OCT图像后,进行眼后节OCT图像采集。
计算机1143控制光路扫描装置1109进行扫描,OCT调焦装置1303位移至屈光0D所对应的屈光位置,或者移至预输入的被检人眼的屈光所对应的位置。眼前节OCT插入镜1501被计算机1143控制,切换出OCT样品臂光路。另外快门分光镜1307由计算机1143控制,仍处于光路中。
测量眼底时,通过光路扫描装置11091和11093进行扫描;通过光程调节装置11070的整体平动,实现针对不同人眼轴长的光程匹配。当通过调光程模块的平动,找到眼后节OCT信号后,计算机1143控制光程调节装置11070微调前后,使得眼后节OCT图像处于屏幕适当位置(比如居中)。此时实现对于被检人眼眼底Er的光程匹配调节。接着计算机1143根据眼后节OCT信号强弱,控制OCT调焦装置1303沿光轴平动,来针对不同人眼的屈光状态进行精确调屈,以提高眼后节OCT图像的信号强度,最终实现眼后节OCT图像的采集,从而获得视网膜厚度等人眼结构重要参数。
此过程中,调屈镜1204调屈控制电机,与OCT调焦装置1303控制电机始终由计算机1143联动控制,使得调屈镜1204所处的调屈光位置与OCT调焦装置1303所处的调屈光位置能够保持一致。
由于眼后节OCT图像采集时,计算机1143能够根据眼后节OCT信号强弱等信息来判断OCT调焦装置1303的屈光状态是否调至最佳位置。故系统能够实现OCT调焦装置1303的自动调节。从而实现眼底红外预览成像或眼底闪光拍照成像的清晰采集。
采集的区域扫描眼底OCT图像能够合成眼底预览图,以替代眼底红外预览成像模块的功能。
5.眼底红外预览图像的采集
采集上述眼后节OCT图像过程中,亦能同步进行眼底红外预览图像的采集。该步骤与眼底OCT图像的采集是同步进行。
计算机1143控制眼底相机照明模块140的眼底照明红外光出光,调屈镜1204随OCT调焦装置1303同步调屈。此时快门分光镜1307仍处于光路中。
待眼后节OCT样品臂模块能够采集到眼底OCT图像时,眼底红外预览摄像装置1221也能同步采集到眼底预览图。当OCT调焦装置1303的屈光状态调至最佳时,调屈镜1204的屈光亦调至最佳。此时眼底红外预览摄像装置1221便能得到清晰的眼底红外预览图像。
调屈镜1204屈光辅助调节,亦可添加其他光路来实现,参见专利申请号“201420600579.0”。
6.测眼轴长
眼后节OCT图像采集后,系统便能够选择性进行快速切换眼前/后节OCT采集测眼轴长。用户需测量被检人眼眼轴长时,进行该步骤。
此时眼前节OCT插入镜驱动装置,将眼前节OCT插入镜1501插入眼前节OCT光路。
模式A:切换回前节OCT采集模式精细调节系统探头后再快速切换至后节OCT采集模式从而测眼轴长。
由于上述眼后节OCT采集时,人眼位置可能发生变化,故此时重复眼前节OCT图像的采集。但系统记录了之前采集眼前节OCT图像时,各个运动电机的位置信息。故此时计算机1143根据之前眼前节OCT图像采集时的记录,来调节光程调节装置11070及OCT调焦装置1303的位置。计算机1143控制眼前节OCT样品臂模块对被检人眼前节进行OCT扫描,采集眼前节OCT图像。此时如上述“眼前节OCT图像采集”步骤中所述,接着进行人眼工作位置上下、左右、前后的精确定位,计算机1143精确驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得系统光路主光轴L1正对瞳孔中心及角膜顶点。
之后快速切换进行眼后节OCT图像的采集。计算机1143根据之前眼后节OCT图像采集时的记录,来调节光程调节装置11070及OCT调焦装置1303的位置。紧接着,计算机1143控制眼后节OCT样品臂模块对被检人眼底Er进行OCT扫描,采集眼底OCT图像。
为了提高测眼轴长的精度,引入该步骤。该过程由于无需重新判断光程调节装置11070及OCT调焦装置1303的位置,能够实现眼前节OCT采集后快速实现眼后节OCT图像采集,眼前后节OCT采集间隔时间短,避免前后不同时刻测量时眼动的影响,故能够测得更准确的眼轴长。
由于快速切换采集了眼前节OCT图像及眼后节OCT图像,计算机1143便能够根据相应的光程匹配的数据,计算出被检人眼眼轴长。
模式B:快速切换回前节OCT采集模式,结合“眼后节OCT图像采集”步骤采集的图像,来测眼轴长。该模式适用于,从“眼前节OCT图像采集”步骤到“眼后节OCT图像采集”步骤人眼位置变化不大时的情况。
利用系统记录了之前采集眼前节OCT图像时,各个运动电机的位置信息。故此时计算机1143根据之前眼前节OCT图像采集时的记录,来调节光程调节装置11070及OCT调焦装置1303的位置。计算机1143控制眼前节OCT样品臂模块对被检人眼前节进行OCT扫描,采集眼前节OCT图像。再结合“眼后节OCT图像采集”步骤中采集的眼后节OCT图像,计算机1143便能够根据相应的光程匹配的数据,计算出被检人眼眼轴长。
7.工作位置再定位
进行该步骤为优选方案。
模式一:利用前节OCT
由于上述眼后节OCT采集时,人眼位置可能发生变化,故此时重复眼前节OCT图像的采集。但系统记录了之前采集眼前节OCT图像时,各个运动电机的位置信息。故此时计算机1143根据之前眼前节OCT图像采集时的记录,来调节光程调节装置11070及OCT调焦装置1303的位置。计算机1143控制眼前节OCT样品臂模块对被检人眼前节进行OCT扫描,采集眼前节OCT图像。此时如“眼前节OCT图像采集”步骤中所述,接着进行人眼工作位置上下、左右、前后的精确定位,计算机1143精确驱动探头10X/Y/Z三维移动控制电机,使得系统光路主光轴L1正对瞳孔中心及角膜顶点。
模式二:结合眼前节摄像模块及斜角度眼前节摄像模块
结合眼前节摄像模块及斜角度眼前节摄像模块,接着进行人眼工作位置上下、左右、前后的定位。具体方法同“工作位置定位”步骤。
8.眼底彩照图像的采集
眼后节OCT图像采集后,系统便能够选择性进行眼底彩照图像的采集。用户需采集眼底彩照时,进行该步骤。该步骤需安排在“测眼轴长”步骤之后。因闪光灯闪光后,被检人眼往往瞳孔收缩或闭上眼睛,影响被检人眼的进一步测量。
进行“工作位置再定位”步骤的目的为了实现眼底彩照拍摄时,人眼工作位置的精细定位,为了避免角膜反光以及让光路主光轴对准瞳孔中心,以获得更佳的眼底彩照图像。
根据眼后节OCT图像采集过程中记录的电机位置,通过与OCT调焦装置1303的联动调屈,将调屈镜1204的位置调至所需的屈光位置。接着计算机1143控制OCT光源1101、固视光源1701、红外照明光源1901、眼底相机照明模块140的眼底照明红外光,停止出光。而眼底相机照明模块140的白光光源进行闪光,而摄像装置1207进行同步配合拍照采集,便获得被检人眼眼底彩照。
另外,眼底彩照图像的采集时,优选的方案是通过快门装置130701将快门分光镜1307优先快速切换离开成像光路。
拍照时,另一优选的方案是通过快门装置130701将第五分光镜1206快速切换离开成像光路。
之后系统各个光源停止出光,并且系统停止采集,接着进入数据分析阶段。
9.结束采集进入数据分析阶段
待完成上述采集工作,计算机1143控制系统停止采集,并进入数据分析阶段。处理采集的眼前节OCT图像、眼后节OCT图像、眼前节摄像、眼底红外预览图像、眼底彩照图像等。系统能够获得如角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率、眼轴长、白到白距离、瞳孔直径、眼底彩照等众多数据。医生还能根据所采集的眼前节OCT图像、眼后节OCT图像、眼底彩照图像进行形态学判断,确定被检人眼E是否有相关疾病等。
实施例2
参考图10,OCT成像模块,同实施例1。
眼后节OCT样品臂模块
实施例2的眼后节样品臂模块,取消第一注视分光镜1301。
眼前节OCT样品臂模块
实施例2的眼前节样品臂模块,取消第一注视分光镜1301。
固视光学模块
固视光学模块由接目物镜1201、快门分光镜1307、开孔光阑1203、调屈镜1204、成像镜1205、第五分光镜1206、固视光源2701构成。
来自固视光源2701的光经第五分光镜1206反射,透射成像镜1205、调屈镜1204,穿过开孔光阑1203、快门分光镜1307后,该光经过接目物镜1201再入射到被检人眼E。最后,内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er。其中固视光源2701与摄像装置1207相对于第五分光镜1206共轭设置。
其中调屈镜1204调屈控制电机,与OCT调焦装置1303控制电机联动控制,使得调屈镜1204所处的调屈光位置与OCT调焦装置1303所处的调屈光位置能够保持一致。OCT调焦装置1303针对被检人眼屈光调至最合适位置时,调屈镜1204亦调至相应的屈光位置,此时便能实现被检人眼看清固视标。
眼前节摄像模块,同实施例1。
斜角度眼前节摄像模块,同实施例1。
眼底相机照明模块140
相对于实施例1,可选择性取消眼底红外光照明功能。
该方案由于可选择不结合眼底红外预览摄像装置1221,故照明模块140可选择性取消眼底红外光照明功能。
眼底相机成像模块
相对于实施例1,可选择性取消眼底红外预览摄像装置1221,即取消眼底红外预览摄像功能。取而代之,采用眼底OCT图像合成眼底预览图。
眼底红外预览摄像装置1221是传统眼底相机系统必备装置,用于眼底的红外预览,来指导医生操作仪器。优点:成像速度快;缺点:图像对比度不高。
但该专利采用眼底相机结合OCT系统的方案,可借助眼底OCT断层扫描图像来合成红外眼底预览图。优点:无眼底红外预览摄像装置1221,节约成本;缺点:采图速度慢,需获得断层扫描图像后来合成眼底预览图。
又或者摄像装置1207既能用于眼底红外预览摄像,又能用于眼底彩照成像。
拍照时,另一优选的方案是通过快门装置130701将第五分光镜1206快速切换离开成像光路。
实施例3
参考图11,OCT成像模块,同实施例1。
眼后节OCT样品臂模块,同实施例2。
眼前节OCT样品臂模块,同实施例2。
固视光学模块
固视光学模块由接目物镜1201、快门分光镜1307、开孔光阑1203、调屈镜1204、成像镜1205、单反相机3207、注视光路反射镜3705、固视光路透镜3703、固视光源3701构成。
其中单反相机3207,由单反快门分光镜32073及单反摄像装置32071、取景窗模块光路等构成。其中单反摄像装置32071的功能类似实施例2中的摄像装置1207。
来自固视光源3701的光透射固视光路透镜3703,经注视光路反射镜3705反射后,入射单反相机3207的取景窗模块光路,沿取景窗模块光路主光轴L3207照射单反快门分光镜32073,经单反快门分光镜32073反射,透射成像镜1205、调屈镜1204,穿过开孔光阑1203、快门分光镜1307后,该光经过接目物镜1201再入射到被检人眼E。最后,内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er。其中固视光源3701与单反摄像装置32071相对于单反快门分光镜32073共轭设置。
眼前节摄像模块,同实施例1。
斜角度眼前节摄像模块,同实施例1。
眼底相机照明模块140,同实施例2。
眼底相机成像模块
相对于实施例1,可选择性取消眼底红外预览摄像装置1221,即取消眼底红外预览摄像功能。取而代之,采用眼底OCT图像合成眼底预览图。
又或者单反摄像装置32071既能用于眼底红外预览摄像,又能用于眼底彩照成像。
其中单反快门分光镜32073类似实施例2中的第五分光镜1206,但单反相机3207自带快门切换装置,实现单反快门分光镜32073的快速切换。
故拍照时,优选的方案是通过单反相机3207的快门装置将单反快门分光镜32073快速切换离开成像光路。
本发明实施例的快门分光镜1307设置于接目物镜1201和开孔反射镜1202之间;优点是能够结合大范围眼前/后节OCT成像,及大范围虹膜成像;即眼前/后节OCT大范围成像及大范围虹膜成像不会受到开孔反射镜的影响。相对于专利“201410550642.9”,其快门分光镜分布于开孔反射镜与摄像装置之间,此时不易结合大范围眼前节OCT成像和大范围虹膜成像,因眼前节OCT成像光路与虹膜成像会受到开孔1203或者开孔反射镜1202的遮挡;能够通过快门切换装置切走,从而不影响眼底彩照的拍摄。
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,还可以做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种结合OCT成像的眼底相机光学系统,用于对被检人眼进行检测,其特征在于,包括:
OCT成像模块、固视光学模块、眼前节摄像模块、眼底相机照明模块、眼底相机成像模块,以及由计算机控制的快门装置,快门装置包括快门分光镜和快门驱动装置,快门装置设置在OCT成像模块和眼底相机照明模块之间;通过计算机控制快门装置,快门驱动装置能够驱动快门分光镜处于光路中或离开光路,实现人眼OCT成像到眼底彩照成像的切换,并且快门装置将眼前节摄像模块与眼底相机成像模块进行耦合。
2.如权利要求1所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述OCT成像模块,包括OCT光源、光纤耦合器、参考臂模块、探测器、样品臂模块;
所述样品臂模块包括接目物镜、第三分光镜、眼后节OCT样品臂模块,以及由计算机控制的光路扫描装置、光程调节装置;
所述光路扫描装置为一维扫描装置或二维扫描装置,通过计算机控制所述光路扫描装置、光程调节装置,实现人眼不同深度部位的OCT成像。
3.如权利要求2所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼后节OCT样品臂模块包括第一注视分光镜、OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,其中当启用眼后节OCT成像光路时,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间;所述快门分光镜能对OCT光源发出的信号光进行反射;并且对来自固视光学模块中固视光源发出的固视光进行反射;还能对来自眼前节摄像模块中照明光源发出的红外照明光进行反射;并且对来自眼底相机照明模块出射的光进行透射。
4.如权利要求3所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述样品臂模块还包括眼前节OCT样品臂模块,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的第一注视分光镜、OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜,以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置,眼前节OCT插入镜驱动装置能够驱动眼前节OCT插入镜处于光路中或离开光路,其中当启用眼前节OCT成像光路时,所述眼前节OCT插入镜处于光路中,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间。
5.如权利要求3所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述固视光学模块包括固视光源、固视光阑、固视光路透镜,固视光源为用于被检人眼E固视的固视标;来自所述固视光源的光通过固视光阑、固视光路透镜,经所述第一注视分光镜反射,经所述OCT调焦装置调节屈光度,经所述第三分光镜的反射,所述快门分光镜的反射后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er。
6.如权利要求2所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼前节摄像模块包括眼前节摄像透镜、眼前节摄像装置,所述眼前节摄像模块用于眼前节摄像预览,以便于指导医生操作仪器,让探头光路对准被检人眼;
或者通过自动识别虹膜中心位置,用于指导探头自动进行三维移动,实现对被检人眼瞳孔的对准,实现对被检人眼的检测;
其中当启用眼前节摄像光路时,所述快门分光镜处于光路中并处于接目物镜与第三分光镜之间,照明光源发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射;反射光穿过所述接目物镜,经所述快门分光镜反射,透射所述第三分光镜、眼前节摄像透镜,被眼前节摄像装置拍摄到。
7.如权利要求2所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:还包括斜角度眼前节摄像模块,所述斜角度眼前节摄像模块包括斜角度眼前节摄像透镜、斜角度眼前节摄像装置,所述斜角度眼前节摄像模块结合所述眼前节摄像模块,用于辅助瞳孔或者虹膜中心的识别;
所述斜角度眼前节摄像模块安装于所述接目物镜下方;
照明光源发出的光照射到被检人眼E的眼前房,光经眼前房组织反射;反射光穿过斜角度眼前节摄像透镜,被斜角度眼前节摄像装置拍摄到。
8.如权利要求5所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机照明模块用于提供环形照明方式照亮眼底,以便于成像光路实现眼底的红外预览成像和/或闪光灯拍照成像;
当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,所述眼底相机照明模块的眼底照明红外光出光,经所述开孔反射镜反射,透射所述快门分光镜、接目物镜,再经所述人眼E,照明眼底Er;
当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路。
9.如权利要求8所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼底相机成像模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜、摄像装置、眼底红外预览摄像装置,所述开孔光阑设置在所述开孔反射镜中间孔位中;
当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路,从眼底Er反射的光,经所述人眼E、接目物镜,穿过所述开孔光阑,再被所述调屈镜调节屈光度,该光又经所述成像镜、所述第五分光镜;所述第五分光镜使得白光透射所述第五分光镜到达所述摄像装置,从而获得眼底彩照;当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,眼底照明红外光经所述第五分光镜反射后进入眼底红外预览摄像装置,获得眼底红外预览图像;
所述调屈镜移动使得不同人眼的眼底Er能够与所述摄像装置或者所述眼底红外预览摄像装置共轭,得到眼底的清晰图像。
10.如权利要求8所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼底相机成像模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、摄像装置;
当进行闪光灯拍照成像时,所述快门分光镜离开光路,从眼底Er反射的光,经所述人眼E、接目物镜,穿过所述开孔光阑,再被所述调屈镜调节屈光度,该光又经所述成像镜;到达所述摄像装置,从而获得眼底彩照;当进行红外预览成像时,所述快门分光镜处于光路中,眼底照明红外光进入摄像装置,获得眼底红外预览图像;
所述调屈镜移动使得不同人眼的眼底Er能够与所述摄像装置共轭,得到眼底的清晰图像。
11.如权利要求2所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼后节OCT样品臂模块包括OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜,以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置;所述固视光学模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜、固视光源;所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机成像模块包括与所述固视光学模块共用的开孔光阑、调屈镜、成像镜、第五分光镜,以及摄像装置;
来自固视光源的光经所述第五分光镜反射,透射所述成像镜、调屈镜,穿过所述开孔光阑、快门分光镜后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底Er;所述固视光源与摄像装置相对于所述第五分光镜共轭设置;所述调屈镜调屈控制电机,与所述OCT调焦装置控制电机联动控制,使得所述调屈镜所处的调屈光位置与所述OCT调焦装置所处的调屈光位置能够保持一致;所述OCT调焦装置针对被检人眼屈光调至最合适位置时,所述调屈镜亦调至相应的屈光位置,实现被检人眼看清固视标。
12.如权利要求2所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统,其特征在于:所述眼后节OCT样品臂模块包括OCT调焦装置以及所述第三分光镜、接目物镜,所述眼前节OCT样品臂模块包括与所述眼后节OCT样品臂模块共用的OCT调焦装置、第三分光镜、接目物镜以及眼前节OCT插入镜、眼前节OCT插入镜驱动装置;所述固视光学模块包括开孔光阑、调屈镜、成像镜、单反相机、注视光路反射镜、固视光路透镜、固视光源;
所述单反相机包括单反快门分光镜、单反摄像装置、取景窗模块光路;所述眼底相机照明模块包括眼底照明光源、开孔反射镜,所述眼底相机成像模块包括与所述固视光学模块共用的开孔光阑、调屈镜、成像镜,以及单反快门分光镜、单反摄像装置;
来自固视光源的光透射所述固视光路透镜,经所述注视光路反射镜反射后,入射所述单反相机的取景窗模块光路,沿所述取景窗模块光路主光轴照射所述单反快门分光镜,经所述单反快门分光镜反射,透射所述成像镜、调屈镜,穿过所述开孔光阑、快门分光镜后,该光经过所述接目物镜再入射到被检人眼E;内部固视标被投影到被检人眼E的眼底E;所述固视光源与所述单反摄像装置相对于所述单反快门分光镜共轭设置。
13.一种眼科设备,其特征在于:包括权利要求1至12任一项所述的结合OCT成像的眼底相机光学系统。
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