CN114847867B - 一种可见光oct人眼对焦和成像装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置及工作方法，第一准直器用于接收光源的光并输出光至第一聚焦透镜，第一聚焦透镜用于输出光至光耦合器，光耦合器通过光纤与第二准直器连接，第二准直器的输出端至人眼之间的光路上依次设有第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜；光耦合器通过光纤与第三准直器连接，第三准直器的输出端与平面镜位置相对，光耦合器通过光纤与光谱仪连接，光谱仪与处理终端连接；第一准直器与第一聚焦透镜之间的光路上设有第一衰减片，第三准直器与平面镜之间的光路上设有第二衰减片；本发明在对焦时降低扫描光束的入眼功率，提高了扫描时人眼的舒适性及安全性。

Description

一种可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法

技术领域

本发明涉及可见光OCT技术领域，特别涉及一种可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)是基于低相干光干涉原理提出的一种新型医疗成像方法，具有较高的分辨率和较强的层析能力，以及非接触、非侵入、无损伤等优点。自OCT技术发明以来，其在眼科诊断领域得到了广泛的应用。

发明人发现，OCT在进行人眼扫描成像时，其工作阶段可分为对焦和成像扫描两个阶段，在诊断成像扫描时需要高的图像分辨率，而在对焦时，对采集图像的分辨率要求不高，故可以降低对焦时的扫描光束功率，提高人眼的舒适性及安全性。若采用对焦时直接在样品臂中添加衰减片的方法，可以降低扫描光束的入眼功率，但是，这会使样品的后向散射光的信号强度也被衰减，降低成像质量，给实现快速、准确对焦带来困难。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法，在对焦时降低扫描光束的入眼功率，提高了扫描时人眼的舒适性及安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置。

一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，至少包括：

光源、第一准直器、第一聚焦透镜、光耦合器、第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第三准直器、平面镜、光谱仪和处理终端；

第一准直器用于接收光源的光并输出光至第一聚焦透镜，第一聚焦透镜用于输出光至光耦合器，光耦合器通过光纤与第二准直器连接，第二准直器的输出端至人眼之间的光路上依次设有第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜；

光耦合器通过光纤与第三准直器连接，第三准直器的输出端与平面镜位置相对，光耦合器通过光纤与光谱仪连接，光谱仪与处理终端连接；

第一准直器与第一聚焦透镜之间的光路上设有第一衰减片，第三准直器与平面镜之间的光路上设有第二衰减片。

作为可选的一种实现方式，第一衰减片和第二衰减片均为可旋转的衰减片，对照射在衰减片上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，在另一个180°范围内对光线的衰减率由大变小。

作为可选的一种实现方式，衰减率的变化为线性变化或非线性变化。

作为可选的一种实现方式，第一衰减片和第二衰减片均设置在旋转轴上并通过旋转轴转动。

作为可选的一种实现方式，第一扫描振镜用于进行第一方向的扫描，第二扫描振镜用于进行第二方向的扫描，第一方向与第二方向垂直。

作为可选的一种实现方式，第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成4f系统。

作为可选的一种实现方式，第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合。

作为可选的一种实现方式，光源与第一准直器通过光纤连接。

作为可选的一种实现方式，第一聚焦透镜的输出光通过光纤传输到光耦合器。

作为可选的一种实现方式，第三准直器和平面镜构成参考臂，第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成样品臂。

本发明第二方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像方法。

一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，利用本发明第一方面所述的装置，包括以下过程：

在对焦扫描时，调节第一衰减片至衰减率大于预设值的位置，此时参考臂中衰减片的衰减率小于预设值，保持参考臂的光照强度维持在最佳范围之内；

在成像扫描时，减小第一衰减片的衰减率，使样品臂中的光束强度逐渐增强，同时调节增大参考臂中的第二衰减片的衰减率，使得第一衰减片的衰减率减小量与第二衰减片的衰减率增加量相互抵消，维持参考臂中的光照强度始终保持在最佳范围之内。

作为可选的一种实现方式，第二准直器将接收到的光变成平行光，第一扫描振镜将光束沿第一方向扫描，第二扫描振镜将光束沿第二方向扫描；

第二扫描振镜反射的平行光经过第二聚焦透镜的物方焦点，经过第二聚焦透镜的折射聚焦在第二聚焦透镜的像方焦平面上；

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合，发散的光束经过第三聚焦透镜变成通过第三聚焦透镜像方焦点的平行光；

人眼的瞳孔位于第三聚焦透镜的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上进行成像；

作为可选的一种实现方式，第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向。

本发明第三方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像方法。

一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，利用第一方面所述的装置，第一衰减片和第二衰减片为可取出和放入的衰减片，包括以下过程：

在对焦时，将第一衰减片置于光路之中，将第二衰减片移出光路，当对焦完成时，将第一衰减片移出光路；

将第二衰减片置于光路之中，以使得与移出第一衰减片造成的光照强度增加相抵消，且参考臂的光照强度保持不变。

本发明第四方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置。

一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，至少包括：

光源、第一准直器、第一聚焦透镜、第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第三准直器、第四准直器、第五准直器、分光元件、平面镜、光谱仪和处理终端；

第一准直器用于接收光源的光并输出光至分光元件，分光元件的反射输出端与平面镜位置相对；

分光元件的透射输出端与第四准直器的输入端位置相对，分光元件的相干输出端与第五准直器的输入端位置相对；

第四准直器的输出端与第二准直器的输入端通过光纤连接，第五准直器的输出端与光谱仪通过光纤连接，光谱仪与处理终端连接；

第一准直器与分光元件之间的光路上设有第一衰减片，分光元件与平面镜之间的光路上设有第二衰减片。

作为可选的一种实现方式，第一衰减片和第二衰减片均为可旋转的衰减片，对照射在衰减片上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，在另一个180°范围内对光线的衰减率由大变小。

作为可选的一种实现方式，衰减率的变化为线性变化或非线性变化。

作为可选的一种实现方式，第一衰减片和第二衰减片均设置在旋转轴上并通过旋转轴转动。

作为可选的一种实现方式，第一扫描振镜用于进行第一方向的扫描，第二扫描振镜用于进行第二方向的扫描，第一方向与第二方向垂直。

作为可选的一种实现方式，第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成4f系统。

作为可选的一种实现方式，第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合。

作为可选的一种实现方式，光源与第一准直器通过光纤连接。

作为可选的一种实现方式，第三准直器和平面镜构成参考臂，第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成样品臂。

本发明第五方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像方法。

一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，利用本发明第四方面所述的装置，包括以下过程：

在对焦扫描时，调节第一衰减片至衰减率大于预设值的位置，此时参考臂中衰减片的衰减率小于预设值，保持参考臂的光照强度维持在最佳范围之内；

在成像扫描时，减小第一衰减片的衰减率，使样品臂中的光束强度逐渐增强，同时调节增大参考臂中的第二衰减片的衰减率，使得第一衰减片的衰减率减小量与第二衰减片的衰减率增加量相互抵消，维持参考臂中的光照强度始终保持在最佳范围之内。

作为可选的一种实现方式，第二准直器将接收到的光变成平行光，第一扫描振镜将光束沿第一方向扫描，第二扫描振镜将光束沿第二方向扫描；

第二扫描振镜反射的平行光经过第二聚焦透镜的物方焦点，经过第二聚焦透镜的折射聚焦在第二聚焦透镜的像方焦平面上；

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合，发散的光束经过第三聚焦透镜变成通过第三聚焦透镜像方焦点的平行光；

人眼的瞳孔位于第三聚焦透镜的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上进行成像；

作为可选的一种实现方式，第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向。

本发明第六方面提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像方法。

一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，利用第四方面所述的装置，第一衰减片和第二衰减片为可取出和放入的衰减片，包括以下过程：

在对焦时，将第一衰减片置于光路之中，将第二衰减片移出光路，当对焦完成时，将第一衰减片移出光路；

将第二衰减片置于光路之中，以使得与移出第一衰减片造成的光照强度增加相抵消，且参考臂的光照强度保持不变。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法，在对焦时降低扫描光束的入眼功率，提高了扫描时人眼的舒适性及安全性。

2、本发明所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法，OCT系统在对焦时，入射人眼的光束功率较小，成像扫描时入眼功率较大，可提高对焦时的人眼的舒适性及安全性；在调节样品臂中的光照强度时，参考臂的光照强度可维持在最佳范围之内，保证成像的质量及稳定性；在调节光照强度时，光照强度是逐渐、连续变化的，可提高成像的稳定性及人眼的舒适度。

3、本发明所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法，避免了在样品臂中添加衰减片，可以保证样品后向散射光的信号强度。

4、本发明所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置及方法，经过4f系统的折射，可以将扫描振镜的扫描光束变成始终通过人眼瞳孔的平行光，保证扫描光束的入眼范围始终在瞳孔的范围之内(瞳孔对入眼光束起到限制的作用，照射到瞳孔之外范围的光束不能进入人眼)。

5、本发明所述的衰减片对照射在其上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，而在另一个180°范围内，衰减率由大变小；衰减率的变化是线性或非线性增大或减小的，可根据具体情况不同进行设计，将一个衰减片置于光源与光耦合器的光路上，将另一个衰减片置于参考臂的光路之中；衰减片可以绕中心轴旋转，衰减片上对不同位置的衰减率不同；通过旋转衰减片使光束穿过不同的位置，可以调节由光源发出进入光耦合器的光束、从参考臂返回进入光耦合器的光束的强度。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。

图1为本发明实施例1提供的可见光OCT人眼对焦和成像装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1和实施例2提供的衰减片的结构示意图。

图3为本发明实施例2提供的可见光OCT人眼对焦和成像装置的结构示意图。

图4为本发明实施例4提供的可见光OCT人眼对焦和成像装置的结构示意图。

图5为本发明实施例4提供的对焦示意图。

图6为本发明实施例4提供的对焦完成示意图。

其中，1-光源；2-第一准直器；3-第一聚焦透镜；4-光耦合器；5-第二准直器；6-第一扫描振镜；7-第二扫描振镜；8-第二聚焦透镜；9-第三聚焦透镜；10-人眼；11-第三准直器；12-平面镜；13-参考臂；14-样品臂；15-光谱仪；16-图像处理系统；17-处理终端；18-第一衰减片；19-第二衰减片；20-旋转轴；21-第三衰减片；22-第四衰减片；23-第四准直器；24-第五准直器；25-分光元件。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供作为可选的一种实现方式说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例1提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，至少包括：

参考臂13和样品臂14，所述参考臂13包括第三准直器11、平面镜12和第二衰减片19，样品臂14包括第二准直器5、第一扫描振镜6、第二扫描振镜7、第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9；

所述可见光OCT人眼对焦和成像装置还包括：光源1、第一准直器2、第一聚焦透镜3、光谱仪15、图像处理系统16、处理终端17和第一衰减片18。

第一准直器2用于接收光源1的光并输出光至第一聚焦透镜3，第一聚焦透镜3用于输出光至光耦合器4，光耦合器4通过光纤与第二准直器5连接，第二准直器5的输出端至人眼之间的光路上依次设有第一扫描振镜6、第二扫描振镜7、第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9；

光耦合器4通过光纤与第三准直器11连接，第三准直器11的输出端与平面镜12位置相对，光耦合器4通过光纤与光谱仪15连接，光谱仪15与图像处理系统16连接，图像处理系统16与处理终端17连接。

可以理解的，在其他一些实施方式中，可以取消图像处理系统16，直接让光谱仪15与处理终端17连接，即处理终端17内嵌图像处理模块，用于实现光谱图像的处理，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

第一准直器2与第一聚焦透镜3之间的光路上设有第一衰减片18，第三准直器11与平面镜12之间的光路上设有第二衰减片19。

本实施例中，第一衰减片18和第二衰减片19均为圆形的、可旋转的(可以人工或者机械装置自动旋转)衰减片，如图2所示。本实施例的衰减片对照射在其上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，而在另一个180°范围内，衰减率由大变小，衰减率的变化是线性或非线性增大或减小的，可根据具体情况不同进行设计。

可以理解的，在其他一些实施方式中，第一衰减片18和第二衰减片19也可以是其他形状的，只要能够保证上述的衰减率要求即可，例如正方形、正五边形、正六边形等等，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

将一个衰减片(即第一衰减片18)置于光源与光耦合器的光路上，将另一个衰减片(即第二衰减片19)置于参考臂的光路之中；衰减片可以绕中心轴旋转，衰减片上对不同位置的衰减率不同；通过旋转衰减片使光束穿过不同的位置，可以调节由光源发出进入光耦合器的光束、从参考臂返回进入光耦合器的光束的强度。

第一扫描振镜6用于进行第一方向(即X轴方向)的扫描，第二扫描证据用于进行第二方向(即Y轴方向)的扫描，第一方向与第二方向垂直。

本实施例中，第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9构成4f系统(由第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9组成，部件的位置关系与第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9的四个焦距有关，故称为4f系统)，第三聚焦透镜9的物方焦平面与第二聚焦透镜8像方焦平面重合。

本实施例中，光源1与第一准直器2通过光纤连接，可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以将光源1和第一准直器2的位置进行限定以使得光源1的光直接照射在第一准直器2的特定位置以实现光从光源1到第一准直器2的传输。

实施例2：

如图3所示，本发明实施例2提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，至少包括：

参考臂13和样品臂14，所述参考臂13包括平面镜12和第二衰减片19，样品臂14包括第二准直器5、第一扫描振镜6、第二扫描振镜7、第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9；

所述可见光OCT人眼对焦和成像装置还包括：光源1、第一准直器2、第四准直器23、第五准直器24、分光元件25(分光镜或者分束器)、光谱仪15、图像处理系统16、处理终端17和第一衰减片18。

第一准直器2用于接收光源1的光并输出光至分光元件25，分光元件25的反射输出端与平面镜12位置相对，分光元件25的透射输出端与第四准直器23的输入端位置相对，分光元件25的相干输出端与第五准直器24的输入端位置相对，第四准直器23的输出端与第二准直器5的输入端光纤连接，第五准直器24的输出端与光谱仪15光纤连接，光谱仪15与图像处理系统16连接，图像处理系统16与处理终端17连接。

第二准直器5的输出端至人眼之间的光路上依次设有第一扫描振镜6、第二扫描振镜7、第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9。

可以理解的，在其他一些实施方式中，可以取消图像处理系统16，直接让光谱仪15与处理终端17连接，即处理终端17内嵌图像处理模块，用于实现光谱图像的处理，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

第一准直器2与分光元件25之间的光路上设有第一衰减片18，分光元件25与平面镜12之间的光路上设有第二衰减片19。

本实施例中，第一衰减片18和第二衰减片19均为圆形的、可旋转的(可以人工或者机械装置自动旋转)衰减片，如图2所示。本实施例的衰减片对照射在其上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，而在另一个180°范围内，衰减率由大变小，衰减率的变化是线性或非线性增大或减小的，可根据具体情况不同进行设计。

可以理解的，在其他一些实施方式中，第一衰减片18和第二衰减片19也可以是其他形状的，只要能够保证上述的衰减率要求即可，例如正方形、正五边形、正六边形等等，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

将一个衰减片(即第一衰减片18)置于第一准直器2与分光元件25的光路上，将另一个衰减片(即第二衰减片19)置于参考臂的光路之中；衰减片可以绕中心轴旋转，衰减片上对不同位置的衰减率不同；通过旋转衰减片使光束穿过不同的位置，可以调节由光源发出进入分光元件25的光束、从参考臂返回进入分光元件25的光束的强度。

第一扫描振镜6用于进行第一方向(即X轴方向)的扫描，第二扫描证据用于进行第二方向(即Y轴方向)的扫描，第一方向与第二方向垂直。

本实施例中，第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9构成4f系统(由第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9组成，部件的位置关系与第二聚焦透镜8和第三聚焦透镜9的四个焦距有关，故称为4f系统)，第三聚焦透镜9的物方焦平面与第二聚焦透镜8像方焦平面重合。

本实施例中，光源1与第一准直器2通过光纤连接，可以理解的，在其他一些实施方式中，也可以将光源1和第一准直器2的位置进行限定以使得光源1的光直接照射在第一准直器2的特定位置以实现光从光源1到第一准直器2的传输。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种可见光OCT人眼对焦和成像装置的工作方法，利用实施例1或实施例2所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，包括以下过程：

在对焦扫描时，调节第一衰减片18至衰减率较大位置，降低样品臂的光强，此时参考臂中衰减片的衰减率较小，保持参考臂的光照强度维持在最佳范围(可使参考臂光束与样品臂光束发生干涉得到的信号强度最大，而又不会使光谱仪发生饱和)之内。

在成像扫描时，减小第一衰减片18的衰减率，使样品臂中的光束强度逐渐增强，同时调节增大参考臂中的第二衰减片19的衰减率，使得第一衰减片18的衰减率减小量与第二衰减片19的衰减率增加量相互抵消，从而维持参考臂中的光照强度不变，使其始终保持在最佳范围之内。。

本实施例中，第二准直器5将接收到的光耦合器发来的光变成平行光，第一扫描振镜6将光束沿X轴方向进行扫描，第二扫描振镜7将第一扫描振镜6的反射光沿Y轴方向进行扫描，第二扫描振镜7反射的平行光经过第二聚焦透镜8的物方焦点，经过第二聚焦透镜8的折射聚焦在第二聚焦透镜8的像方焦平面上，第三聚焦透镜9的物方焦平面与第二聚焦透镜8像方焦平面重合，则发散的光束经过第三聚焦透镜9会变成通过第三聚焦透镜9像方焦点的平行光，人眼的瞳孔则位于第三聚焦透镜9的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上，从而进行成像。

经过4f系统的折射，可以将第二扫描振镜7的扫描光束变成始终通过人眼瞳孔的平行光，保证扫描光束的入眼范围始终在瞳孔的范围之内(瞳孔对入眼光束起到限制的作用，照射到瞳孔之外范围的光束不能进入人眼)。

本实施通过调节设置在光路中的两个衰减片的衰减率，调节对焦和成像时的样品臂与参考臂的光照强度，参考臂中的光照强度保持不变，样品臂中光照强度在对焦时较小，成像时较大，避免了在样品臂中添加衰减片，可以保证样品后向散射光的信号强度。

实施例4：

如图4、图5和图6所示，将实施例1中的第一衰减片和第二衰减片替换成可移动的第三衰减片21和第四衰减片22。

在对焦时，对成像的图像质量要求较低，可以降低扫描光束的强度，故在对焦时，将第三衰减片21置于光路之中，将第四衰减片22移出光路，如图5所示，通过在光路中加入第三衰减片21降低样品臂14的光照强度，降低入眼功率；

当对焦完成时，移出第三衰减片21，增加样品臂14的光照强度(移出第三衰减片21，参考臂中的光照强度也会增强)，此时，在参考臂13光路中加入第四衰减片22(加入第四衰减片22降低参考臂中的光照强度，使之与移出第三衰减片21造成的光照强度增加相抵消)，如图6所示，使得参考臂的光照强度保持不变。

本实施例中，第二准直器5将接收到的光耦合器发来的光变成平行光，第一扫描振镜6将光束沿X轴方向进行扫描，第二扫描振镜7将第一扫描振镜6的反射光沿Y轴方向进行扫描，第二扫描振镜7反射的平行光经过第二聚焦透镜8的物方焦点，经过第二聚焦透镜8的折射聚焦在第二聚焦透镜8的像方焦平面上，第三聚焦透镜9的物方焦平面与第二聚焦透镜8像方焦平面重合，则发散的光束经过第三聚焦透镜9会变成通过第三聚焦透镜9像方焦点的平行光，人眼的瞳孔则位于第三聚焦透镜9的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上，从而进行成像。

经过4f系统的折射，可以将第二扫描振镜7的扫描光束变成始终通过人眼瞳孔的平行光，保证扫描光束的入眼范围始终在瞳孔的范围之内(瞳孔对入眼光束起到限制的作用，照射到瞳孔之外范围的光束不能进入人眼)。

本实施通过在光路中添加或移出衰减片，调节对焦和成像时的样品臂与参考臂的光照强度，参考臂中的光照强度保持不变，样品臂中光照强度在对焦时较小，成像时较大，避免了在样品臂中添加衰减片，可以保证样品后向散射光的信号强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

至少包括：

光源、第一准直器、第一聚焦透镜、光耦合器、第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第三准直器、平面镜、光谱仪和处理终端；

第一准直器用于接收光源的光并输出光至第一聚焦透镜，第一聚焦透镜用于输出光至光耦合器，光耦合器通过光纤与第二准直器连接，第二准直器的输出端至人眼之间的光路上依次设有第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜；

光耦合器通过光纤与第三准直器连接，第三准直器的输出端与平面镜位置相对，光耦合器通过光纤与光谱仪连接，光谱仪与处理终端连接；

第一准直器与第一聚焦透镜之间的光路上设有第一衰减片，第三准直器与平面镜之间的光路上设有第二衰减片。

2.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一衰减片和第二衰减片均为可旋转的衰减片，对照射在衰减片上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，在另一个180°范围内对光线的衰减率由大变小。

3.如权利要求2所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

衰减率的变化为线性变化或非线性变化。

4.如权利要求2所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一衰减片和第二衰减片均设置在旋转轴上并通过旋转轴转动。

5.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一扫描振镜用于进行第一方向的扫描，第二扫描振镜用于进行第二方向的扫描，第一方向与第二方向垂直。

6.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成4f系统。

7.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合。

8.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

光源与第一准直器通过光纤连接。

9.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一聚焦透镜的输出光通过光纤传输到光耦合器。

10.如权利要求1所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第三准直器和平面镜构成参考臂，第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成样品臂。

11.一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

利用权利要求1-10任一项所述的装置，包括以下过程：

在对焦扫描时，调节第一衰减片至衰减率大于预设值的位置，此时参考臂中衰减片的衰减率小于预设值，保持参考臂的光照强度维持在最佳范围之内；

在成像扫描时，减小第一衰减片的衰减率，使样品臂中的光束强度逐渐增强，同时调节增大参考臂中的第二衰减片的衰减率，使得第一衰减片的衰减率减小量与第二衰减片的衰减率增加量相互抵消，维持参考臂中的光照强度始终保持在最佳范围之内。

12.如权利要求11所述的可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

第二准直器将接收到的光变成平行光，第一扫描振镜将光束沿第一方向扫描，第二扫描振镜将光束沿第二方向扫描；

第二扫描振镜反射的平行光经过第二聚焦透镜的物方焦点，经过第二聚焦透镜的折射聚焦在第二聚焦透镜的像方焦平面上；

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合，发散的光束经过第三聚焦透镜变成通过第三聚焦透镜像方焦点的平行光；

人眼的瞳孔位于第三聚焦透镜的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上进行成像。

13.如权利要求11所述的可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向。

14.一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

利用权利要求1，5-10任一项所述的装置，包括以下过程：

在对焦时，将第一衰减片置于光路之中，将第二衰减片移出光路，当对焦完成时，将第一衰减片移出光路；

将第二衰减片置于光路之中，以使得与移出第一衰减片造成的光照强度增加相抵消，且参考臂的光照强度保持不变。

15.一种可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

至少包括：

光源、第一准直器、第一聚焦透镜、第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第三准直器、第四准直器、第五准直器、分光元件、平面镜、光谱仪和处理终端；

第一准直器用于接收光源的光并输出光至分光元件，分光元件的反射输出端与平面镜位置相对；

分光元件的透射输出端与第四准直器的输入端位置相对，分光元件的相干输出端与第五准直器的输入端位置相对；

第四准直器的输出端与第二准直器的输入端通过光纤连接，第五准直器的输出端与光谱仪通过光纤连接，光谱仪与处理终端连接；

第一准直器与分光元件之间的光路上设有第一衰减片，分光元件与平面镜之间的光路上设有第二衰减片。

16.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一衰减片和第二衰减片均为可旋转的衰减片，对照射在衰减片上的光线的衰减率随光照位置不同而发生变化，在一个180°范围内对光线的衰减率由小变大，在另一个180°范围内对光线的衰减率由大变小。

17.如权利要求16所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

衰减率的变化为线性变化或非线性变化。

18.如权利要求16所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一衰减片和第二衰减片均设置在旋转轴上并通过旋转轴转动。

19.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第一扫描振镜用于进行第一方向的扫描，第二扫描振镜用于进行第二方向的扫描，第一方向与第二方向垂直。

20.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成4f系统。

21.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合。

22.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

光源与第一准直器通过光纤连接。

23.如权利要求15所述的可见光OCT人眼对焦和成像装置，其特征在于：

第三准直器和平面镜构成参考臂，第二准直器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第二聚焦透镜和第三聚焦透镜构成样品臂。

24.一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

利用权利要求15-23任一项所述的装置，包括以下过程：

在对焦扫描时，调节第一衰减片至衰减率大于预设值的位置，此时参考臂中衰减片的衰减率小于预设值，保持参考臂的光照强度维持在最佳范围之内；

在成像扫描时，减小第一衰减片的衰减率，使样品臂中的光束强度逐渐增强，同时调节增大参考臂中的第二衰减片的衰减率，使得第一衰减片的衰减率减小量与第二衰减片的衰减率增加量相互抵消，维持参考臂中的光照强度始终保持在最佳范围之内。

25.如权利要求24所述的可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

第二准直器将接收到的光变成平行光，第一扫描振镜将光束沿第一方向扫描，第二扫描振镜将光束沿第二方向扫描；

第二扫描振镜反射的平行光经过第二聚焦透镜的物方焦点，经过第二聚焦透镜的折射聚焦在第二聚焦透镜的像方焦平面上；

第三聚焦透镜的物方焦平面与第二聚焦透镜像方焦平面重合，发散的光束经过第三聚焦透镜变成通过第三聚焦透镜像方焦点的平行光；

人眼的瞳孔位于第三聚焦透镜的像方焦点上，平行光进入人眼，经过人眼晶状体的折射聚焦在视网膜上进行成像。

26.如权利要求24所述的可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向。

27.一种可见光OCT人眼对焦和成像方法，其特征在于：

利用权利要求15，19-23任一项所述的装置，包括以下过程：

在对焦时，将第一衰减片置于光路之中，将第二衰减片移出光路，当对焦完成时，将第一衰减片移出光路；

将第二衰减片置于光路之中，以使得与移出第一衰减片造成的光照强度增加相抵消，且参考臂的光照强度保持不变。