CN117204810B - 一种眼底成像装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种眼底成像装置，应用于眼科成像领域。该装置包括：照明模块，扫描振镜，扫描镜组，接目镜组，分光元件，成像镜组和成像模块；照明模块包括可单独点亮或熄灭的第一照明单元和第二照明单元，聚焦镜组和准直镜组，聚焦镜组用于对第一照明单元出射的第一光束或第二照明单元出射的第二光束进行聚焦；第一照明单元出射的第一光束和第二照明单元出射的第二光束在聚焦镜组入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，以便在眼底成像过程中，通过切换使用第一照明单元和第二照明单元照明来对眼底成像进行杂光抑制。

Description

一种眼底成像装置

技术领域

本公开涉及眼科成像技术领域，尤其涉及一种眼底成像装置。

背景技术

随着年龄的增长，人类眼部疾病进入高发阶段，通常需要对眼部进行探测，才能进一步对眼部疾病进行诊断。而眼底成像装置已经渐渐成为必备的眼底检查工具。目前的眼底成像装置存在的问题是，眼底成像装置入射到眼底的光强，经眼底散射之后返回的有效光信号强度很弱，很容易受角膜、晶状体和光路内部镜片反射杂光的干扰，甚至杂光信号强度相比于有效光信号强度会超过数倍。这样，会在成像光路中形成杂光干扰，最终导致眼底成像中出现伪影、鬼影等杂光干扰。

相关技术中提供的眼底成像装置，在眼底成像过程中仅采用单一光源照明，并在眼底成像过程中光源需要照射眼睛的同一位置，同时需要不断提示患者转动眼球来获取多个眼底图像，最终通过对这多个眼底图像进行特征提取和图像拼接来获得无杂光的眼底图像。这种方案，不但增加了眼底成像的操作难度（眼球转动不能超出太大角度，否则不能对眼底同一位置进行成像），而且在后期图像拼接时，还需要进行图像校准等繁杂操作。

发明内容

本公开提供了一种眼底成像装置，解决了相关技术中眼底成像装置的杂光抑制问题，同时解决了相关技术中眼底成像操作难度大和后期图像处理繁杂等问题。

本公开提出了一种眼底成像装置，包括：照明模块，扫描振镜，扫描镜组，接目镜组，分光元件，成像镜组和成像模块；

照明模块包括可单独点亮或熄灭的第一照明单元和第二照明单元，聚焦镜组和准直镜组，其中，

聚焦镜组用于对第一照明单元出射的第一光束或第二照明单元出射的第二光束进行聚焦；

第一照明单元出射的第一光束和第二照明单元出射的第二光束在聚焦镜组入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，以便在眼底成像过程中，通过切换使用第一照明单元和第二照明单元照明来对眼底成像进行杂光抑制。

可选地，照明模块还包括：第一反射镜组，设于第一照明单元与聚焦镜组之间；和/或，第二反射镜组，设于第二照明单元与聚焦镜组之间。

可选地，第一照明单元和第二照明单元各自包括至少一个柱面镜。

可选地，聚焦镜组包括至少一个柱面镜。

可选地，聚焦镜组对第一照明单元出射的第一光束进行聚焦形成的聚焦线视场与对第二照明单元出射的第二光束进行聚焦形成的聚焦线视场相互重合，且聚焦线视场位置与待测眼睛的眼底成共轭关系。

可选地，聚焦线视场的长度K1和宽度K2满足以下比例关系：5<K1/K2<20。

可选地，聚焦线视场位置设有狭缝光阑。

可选地，第一照明单元出射的第一光束和第二照明单元出射的第二光束在入瞳位置对应的照明光斑均成椭圆分布，且椭圆照明光斑的短边a和长边b满足以下比例关系：1.5<b/a<3。

可选地，照明模块还包括开关控制单元，用于在眼底成像过程中对第一照明单元和第二照明单元进行分时控制。

可选地，眼底成像包括中间条纹图像，中间条纹图像包括上条纹图像和下条纹图像；分时控制包括：

针对透镜反射形成正立伪影的情况，

如果点亮第一照明单元导致透镜反射形成的第一伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，以及点亮第二照明单元导致透镜反射形成的第二伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，仅控制第二照明单元点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像，以及仅控制第一照明单元点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像；其中，透镜全伪影包括第一伪影和第二伪影；

和/或，

针对透镜反射形成倒立伪影的情况，

如果点亮第一照明单元导致透镜反射形成的第一伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，以及点亮第二照明单元导致透镜反射形成的第二伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，仅控制第一照明单元点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像，以及仅控制第二照明单元点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像；其中，透镜全伪影包括第一伪影和第二伪影；

和/或，

针对透镜的一个镜面M1反射照明光束形成正立伪影、另一个镜面M2反射照明光束形成倒立伪影的情况，

如果点亮第一照明单元导致透镜的镜面M1反射形成的第一正立伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中、镜面M2反射形成的第一倒立伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，以及点亮第二照明单元导致透镜的镜面M1反射形成的第二正立伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中、镜面M2反射形成的第二倒立伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，先仅控制第一照明单元点亮收集一次中间条纹图像，再仅控制第二照明单元点亮收集一次中间条纹图像；其中，眼底成像中的中间条纹图像是通过该两次收集的中间条纹图像处理得到的；透镜全伪影包括：全正立伪影和全倒立伪影，全正立伪影包括：第一正立伪影和第二正立伪影，全倒立伪影包括：第一倒立伪影和第二倒立伪影。

可选地，准直镜组的光束出射端和/或聚焦镜组的光束入射端设有第一孔径光阑，第一孔径光阑包括第一通光孔和第二通光孔；其中，第一通光孔用于对第一照明单元出射的第一光束进行孔径限制；第二通光孔用于对第二照明单元出射的第二光束进行孔径限制；第一通光孔和第二通光孔之间设有第一遮拦区域。

可选地，第一照明单元出射的第一光束经聚焦镜组聚焦并经准直镜组准直后覆盖扫描振镜的第一区域；第二照明单元出射的第二光束经聚焦镜组聚焦并经准直镜组准直后覆盖扫描振镜的第二区域；扫描振镜设于主光轴上，第一区域和第二区域位于主光轴的上下两侧。

可选地，第一照明单元和第二照明单元各自包括至少一个非球面镜。

可选地，接目镜组和/或扫描镜组中的特定光学元件倾斜设于主光轴上，其中，特定光学元件包括两个镜面，且两个镜面中的一个会产生正立伪影，另一个会产生倒立伪影。

可选地，成像镜组包括第二孔径光阑，第二孔径光阑包括中心通光孔和关于中心通光孔对称的第二遮拦区域。

可选地，聚焦镜组为正光焦度镜组。

可选地，第一照明单元和第二照明单元各自包括至少一个胶合透镜。

本公开实施例的技术方案，通过在照明模块中设置可单独点亮或熄灭的至少两个照明单元如第一照明单元和第二照明单元，以及聚焦镜组和准直镜组，其中，聚焦镜组用于对第一照明单元出射的第一光束或第二照明单元出射的第二光束进行聚焦；第一照明单元出射的第一光束和第二照明单元出射的第二光束在聚焦镜组入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，由此，在眼底成像过程中，通过快速切换使用第一照明单元和第二照明单元照明可以对眼底成像进行杂光抑制。由于在较短时间内使眼睛保持静止不动是比较容易做到的，因此在眼底成像中通过快速切换两个照明单元，不仅可以获得眼球相对静止状态下的多个眼底图像或多个眼底图像条纹，降低后期图像拼接难度，而且还可以降低眼底成像的操作难度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性示出了根据本公开实施例的眼底成像装置的光路结构示意图；

图2示例性示出了根据本公开实施例的聚焦镜组入射侧镜面上的分光瞳结构示意图；

图3示例性示出了根据本公开实施例的眼底图像的条纹分割示意图；

图4示例性示出了根据本公开实施例的另一眼底成像装置的光路结构示意图；

图5示例性示出了根据本公开实施例的照明模块的光路结构示意图；

图6示例性示出了根据本公开实施例聚焦线视场的示意图；

图7示例性示出了根据本公开实施例中两个照明光束在入瞳处形成的分光瞳结构示意图；

图8示例性示出了根据本公开实施例的眼底图像中间条纹中的伪影示意图；

图9示例性示出了根据本公开实施例的眼底图像中间条纹中的另一种伪影示意图；

图10示例性示出了根据本公开实施例的第一孔径光阑的示意图；

图11示例性示出了根据本公开实施例扫描振镜处的分光瞳结构示意图；

图12示例性示出了根据本公开实施例的照明光束辐照度校正前的示意图；

图13示例性示出了根据本公开实施例的照明光束辐照度校正后的示意图；

图14示例性示出了根据本公开实施例的第二孔径光阑的示意图。

附图标记：

10、照明模块；11、第一照明单元；111、第一光束；12、第二照明单元；121、第二光束；13、聚焦镜组；131、第一区域；132、第二区域；133、第三区域；14、准直镜组；15、第一反射镜组；16、第二反射镜组；17、第一孔径光阑；171、第一通光孔；172、第二通光孔；173、第一遮拦区域；

20、扫描振镜；201、第一区域；202、第二区域；

30、扫描镜组；

40、接目镜组；

50、分光元件；

60、成像镜组；61、第二孔径光阑；611、中心通光孔；612、第二遮拦区域；

70、成像模块；

80、待测眼睛；

90、反射元件；

S1、上条纹图像；S2、下条纹图像；

01、伪影；02、伪影；03、伪影；04、伪影；

E1、角膜；E2、瞳孔；E3、眼底；

A、中间物像；

E1-1（E2-1）、第一椭圆光斑；E1-2（E2-2）、第二椭圆光斑；E1-3（E2-3）、间隔区域。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

以下将结合附图和具体实施例对本公开提出的眼底成像装置进行详细阐述。

图1示例性示出了根据本公开实施例的眼底成像装置的光路结构示意图。

如图1所示，该眼底成像装置包括：照明模块10，扫描振镜20，扫描镜组30，接目镜组40，分光元件50，成像镜组60和成像模块70。照明模块10包括可单独点亮或熄灭的至少两个照明单元如第一照明单元11和第二照明单元12，以及包括聚焦镜组13和准直镜组14。聚焦镜组13用于对第一照明单元11出射的第一光束111或第二照明单元12出射的第二光束121进行聚焦。第一照明单元11出射的第一光束111和第二照明单元12出射的第二光束121在聚焦镜组13入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，以便在眼底成像过程中，通过快速切换使用第一照明单元11和第二照明单元12照明来对眼底成像进行杂光抑制。

示例性的，图2所示的分光瞳结构可以表示聚焦镜组13入射侧镜面上的分光瞳结构。如图2所示，聚焦镜组13入射侧镜面上的第一区域131和第二区域132关于聚焦镜组13入射侧镜面上的第三区域133对称，第一区域131和第二区域132表示两个不同的镜面通光区，这两个镜面通光区通过第三区域133间隔开来。在本公开实施例中，第一照明单元11出射的第一光束111入射聚焦镜组13时仅覆盖第一区域131中的部分或全部，第二照明单元12出射的第二光束121入射聚焦镜组13时仅覆盖第二区域132中的部分或全部。为了更好地隔离聚焦镜组13入射侧镜面上的第一区域131和第二区域132，在一个实施例中，可以将中间的第三区域133设置成挡光区（也称为遮拦区域）。

在本公开实施例中，通过设置第一照明单元11出射的第一光束111和第二照明单元12出射的第二光束121在聚焦镜组13入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，可以保证第一照明单元11出射的第一光束111和第二照明单元12出射的第二光束121，在穿过角膜及其共轭面时实现类似于图2所示的照明光束的分光瞳结构设计，而在眼底成像过程中通过照明光束的分光瞳结构设计，同时配合对第一照明单元11和第二照明单元12的分时控制设计，可以获得较好的杂光抑制效果。

本实施例中，眼底成像原理如下：照明模块10通过第一照明单元11和/或第二照明单元12出射的光束经扫描振镜20扫描后，再经分光元件50透射之后，经由扫描镜组30和接目镜组40传播至待测眼睛80入瞳，入瞳光束经眼底散射后出瞳，出瞳光束再经接目镜组40和扫描镜组30传播至分光元件50并经分光元件50反射后通过成像镜组60和成像模块70对眼底E3成像。

需要说明的是，在眼底成像中，角膜E1和接目镜组40中的透镜容易反射照明光产生杂光伪影。扫描镜组30中的一些透镜也可能反射照明光产生少量的杂光伪影。并且，上述眼部结构组织和光路结构中的相关透镜产生的杂光伪影一般会出现在眼底成像的中间条纹图像中，不太会出现在眼底成像的两边条纹图像中。眼底成像按条纹图像收集时，每个眼底成像中包含的条纹图像的数量和宽度可以根据具体需要设定。为了便于说明本公开实施例的杂光抑制原理，示例性的，如图3所示，假设眼底成像包括四个条纹图像，其中，中间的两个条纹图像称为“中间条纹图像”，另外两个条纹图像称为“两边条纹图像”。

继续参考图1和图3，由于两边条纹图像中一般不会产生杂光伪影，因此，在收集眼底图像中的两边条纹图像时，可以选择将照明模块10中的两个照明单元同时点亮，或者选择将其中的任一照明单元点亮并将其中的另一照明单元熄灭，本公开实施例对此不做限定。

继续参考图1和图3，对于中间条纹图像，在一个实施例中，如果第一照明单元11点亮会导致在上条纹图像S1中产生伪影且不会在下条纹图像S2中产生伪影，相反地，如果第二照明单元12点亮会导致在下条纹图像S2中产生伪影且不会在上条纹图像S1中产生伪影，则在收集眼底图像中的上条纹图像S1时可以仅点亮第二照明单元12，同时熄灭第一照明单元11，相反地，在收集眼底图像中的下条纹图像S2时可以仅点亮第一照明单元11，同时熄灭第二照明单元12。如此，可以根据收集的条纹图像拼接出完整的基本不含杂光伪影的眼底图像。

或者，继续参考图1和图3，对于中间条纹图像，在另一个实施例中，如果第一照明单元11点亮会导致在下条纹图像S2中产生伪影且不会在上条纹图像S1中产生伪影，相反地，如果第二照明单元12点亮会在上条纹图像S1中产生伪影且不会在下条纹图像S2中产生伪影，则在收集眼底图像中的上条纹图像S1时可以仅点亮第一照明单元11，同时熄灭第二照明单元12，相反地，在收集眼底图像中的下条纹图像S2时可以仅点亮第二照明单元12，同时熄灭第一照明单元11。如此，也可以根据收集的条纹图像拼接出完整的基本不含杂光伪影的眼底图像。

再或者，继续参考图1和图3，对于中间条纹图像，在另一个实施例中，也可能存在第一照明单元11或第二照明单元12单独点亮时既会在上条纹图像S1中产生伪影也会在下条纹图像S2中产生伪影，但是单独点亮这两个照明单元在中间条纹图像中产生的伪影互不重叠的情况，此种情况下，收集眼底图像中的条纹图像时，可以单独点亮第一照明单元11收集一次上条纹图像S1和下条纹图像S2，再单独点亮第二照明单元12收集一次上条纹图像S1和下条纹图像S2。如此，也可以根据收集的两边条纹图像以及中间条纹图像进行图像裁剪和拼接以获得完整的基本不含杂光伪影的眼底图像。

应该理解，大多数人在短时间内保持眼睛静止不动是比较容易做到的，因此在眼底成像中通过快速切换两个照明单元，可以获得眼球相对静止状态下的多个眼底图像或多个眼底条纹图像，而对通过这种方式获得的多个眼底图像或多个眼底条纹图像进行图像拼接是不需要进行图像校准的，因此可以降低后期的图像拼接难度。同时，采用本公开实施例提供的眼底成像装置进行眼底成像时，不需要患者配合医生指令正确地转动眼球，因此还可以降低眼底成像的操作难度。

在本公开实施例中，如图1所示，第一照明单元11和第二照明单元12虽然是两个不同的照明单元，但是这两个照明单元可以是同类型、同规格的照明光源。示例性的，这两个照明单元都可以是单色光源或者连续谱光源。如图1所示，扫描振镜20可以绕沿Y轴方向设置的旋转轴对照明光束进行旋转扫描。成像模块70可以为CCD或者CMOS相机。

在本公开的另一个实施例中，还可以在分光元件50的反射光路上设置一个反射元件，以改变成像镜组60和成像模块70在整个装置中的设置位置。

如图4所示，相比于图1所示的眼底成像装置，本实施例中，还可以在眼底成像装置的分光元件50后的反射光路中增设一反射元件90。

本实施例中，眼底成像原理如下：照明模块10通过第一照明单元11和/或第二照明单元12出射的光束经扫描振镜20扫描后，再经扫描镜组30和接目镜组40传播至待测眼睛80入瞳，入瞳光束经眼底散射后出瞳，出瞳光束再经接目镜组40和扫描镜组30传播至扫描振镜20，由扫描振镜20反射至分光元件50，并经分光元件50反射后再经反射元件90反射后通过成像镜组60和成像模块70进行眼底成像。图4中的其余光路结构与图1中的对应光路结构相同或类似，本公开实施例对此不再赘述。

作为一个可选的实施例，如图5所示，照明模块10还可以包括第一反射镜组15，设于第一照明单元11与聚焦镜组13之间；和/或，照明模块10还可以包括第二反射镜组16，设于第二照明单元12与聚焦镜组13之间。如图5所示，第一反射镜组15可以包括两片平行设置的反射镜，第一照明单元11出射的照明光束经该两片平行设置的反射镜进行两次反射后可出射平行的准直光束。类似地，第二反射镜组16也可以是类似设置，本公开实施例对此不再赘述。

可以理解的是，由于第一照明单元11和第二照明单元12都具有一定的物理尺寸，如果不做上述两个反射镜组的设置，那么第一照明单元11出射的第一光束111的光轴和第二照明单元12出射的第二光束121的光轴之间的间距会比较大。此种情况下，如果配置同一套聚焦镜组13对第一光束111或第二光束121进行聚焦，并且保证第一光束111和第二光束121在聚焦镜组13入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，那么眼底成像装置中就需要配置一个直径较大的聚焦镜组13，这样会导致聚焦镜组13的尺寸比较大，由此会增加整套装置的重量和体积、以及制作成本。而本公开实施例，通过在第一照射单元11后方（沿照明光路方向）设置第一反射镜组15，并在可以第二照射单元12后方设置第二反射镜组16，可以压缩第一光束111的光轴与第二光束121的光轴之间的间隔距离，因而可以减小聚焦镜组13的直径尺寸，使得眼底成像装置整体更加紧凑。

作为一个可选的实施例，第一照明单元11和第二照明单元12各自可以包括至少一个柱面镜。这样，有利于优化第一光束111和第二光束121的口径光斑的形状。示例性的，柱面镜的端面形状可以为圆形也可以为椭圆形。由此，使得入瞳光束在照射到待测眼睛80时，光斑的形状能够更加符合并贴近眼睛的形状特征。示例性的，以椭圆形眼睛为例，在待测眼睛80的椭圆形短边方向上，可以使光斑相对较扁，而在待测眼睛80的椭圆形长边方向上，可以使光斑相对较宽。

作为一个可选的实施例，聚焦镜组13可以包括至少一个柱面镜。这样，对第一照明单元11出射的第一光束111和第二照明单元12出射的第二光束121都能进行约束，使得第一光束111和第二光束121经过聚焦镜组13之后，聚焦光斑在与待测眼睛80的椭圆形短边对应的方向上，光斑相对较扁，而在与待测眼睛80的椭圆形长边对应的方向上，光斑相对较宽，因而更加符合并贴近眼睛的形状特征。

在一个实施例中，第一照明单元11、第二照明单元12和聚焦镜组13中可以均包括柱面镜。

继续参考图1、图4和图5，聚焦镜组13对照明光束进行聚焦，可以在图中的P1位置处形成聚焦线视场。示例性的，P1位置处的聚焦线视场可以如图6所示。其中，“+”表示视场的中心位置，K1表示视场的长度，K2表示视场的宽度。

在本公开实施例中，聚焦镜组13对第一照明单元11出射的第一光束111进行聚焦形成的聚焦线视场与对第二照明单元12出射的第二光束121进行聚焦形成的聚焦线视场相互重合，比如两个聚焦线视场重合在图1、图4和图5中的P1位置处。该聚焦线视场位置P1与待测眼睛的眼底E3成共轭关系。同时，由于眼底E3与图1、图4和图5中的中间像面A也成共轭关系，因此该聚焦线视场位置P1与图1、图4和图5中的中间像面A也成共轭关系。

在一个可选的实施例中，如图6所示，聚焦线视场的长度K1和宽度K2可以满足以下比例关系：5<K1/K2<20。

可以理解的是，若聚焦线视场的长度特别长，宽度比较宽，则最终在眼睛入瞳处形成的光斑可能会超出瞳孔E2或者角膜E1的边界，造成光照资源浪费。若聚焦线视场的长度比较短，宽度比较窄，则最终在眼睛入瞳处形成的光斑太小，可能会导致眼底E3的照明亮度不足，从而无法进行眼底图像或者严重影响眼底成像效果。并且，若聚焦线视场的宽度设置过大，则会导致眼底成像的分辨率较低，导致图像清晰度不够；相反，若聚焦线视场的宽度设置的相对较小，则眼底成像的分辨率就会较高，图像清晰度就会较大。因此，通过将聚焦线视场的长度K1和宽度K2设置成合理的比例关系，可以在保证相应照明亮度的基础上，保证图像分辨率。

继续参考图1、图4和图5，在一个可选的实施例中，聚焦线视场位置P1处可以设有狭缝光阑（图中未示出）。

可以理解的是，通过狭缝光阑的设置，能够进一步约束聚焦线视场的长度和宽度，并且能够遮挡其他杂光进入准直镜组14，避免在入瞳光束中引入其他杂光。并且通过设置狭缝光阑还可以控制瞬时曝光线视场宽度，从而控制眼底E3位置瞬时照明线视场宽度，进而影响照明模块10的光通量。

在一个可选的实施例中，第一照明单元11出射的第一光束111和第二照明单元12出射的第二光束121在入瞳位置（如角膜E1处或瞳孔E2处）对应的照明光斑均成椭圆分布，且椭圆照明光斑的短边a和长边b可以满足以下比例关系：1.5<b/a<3。

本实施例中，示例性的，通过在第一照明单元11、第二照明单元12和聚焦镜组13中分别设置相应的柱面镜，可以使得第一光束111在入瞳时形成的光斑为如图7所示的第一椭圆光斑E1-1（E2-1），第二光束121在入瞳时形成的光斑为如图7所示的第二椭圆光斑E1-2（E2-2）。并且，第一椭圆光斑E1-1（E2-1）和第二椭圆光斑E1-2（E2-2）之间可以形成一定的间隔区域E1-3（E2-3）（该间隔区域是由第一光束111和第二光束121在入射聚焦镜组13时，覆盖的聚焦镜组13镜面区域彼此不同且相互分离导致的）。可见，本公开实施例中，两个照明单元在角膜（或瞳孔）对应的角膜面（或瞳孔面）上实现了不同照明单元的分光瞳结构设计。对应的，根据光路设计的共轭特性，这两个照明单元在角膜共轭面（或瞳孔共轭面）上也必然会实现不同照明单元的分光瞳结构设计。此外，入瞳照明光束经眼底E3散射后，可以穿过如图7所示的间隔区域E1-3（E2-3）出瞳，由此，图7所示的分光瞳结构设计不仅可以实现两个不同照明单元的分光瞳结构设计，而且还可以实现成像光路和照明光路的分光瞳结构设计。也即，第一椭圆光斑E1-1（E2-1）和第二椭圆光斑E1-2（E2-2）对应的角膜（或瞳孔）区域可以用于照明光束的入瞳区域，间隔区域E1-3（E2-3）对应的角膜（或瞳孔）区域可以用于成像光束的出瞳区域。进一步，通过约束图中椭圆照明光斑的短边a和长边b之间的比例关系，可以使照明光斑以最大可能占比入瞳，以满足较好的成像亮度。

在一个可选的实施例中，照明模块10还包括开关控制单元，用于在眼底成像过程中对第一照明单元11和第二照明单元12进行分时控制。

本实施例中，开关控制单元可以为自动控制的电子开关，比如PLC控制器和电控开关，其通过接收外部开关信号能够控制第一照明单元11和第二照明单元12的开或关。或者，其他实施例中，开关控制单元也可以为手动开关，本公开实施例对此不作具体限制。

以下结合图8-图9对本公开实施例中采用的分光瞳设计、以及照明单元的分时控制进行详细说明，以便解释本公开实施例中眼底成像过程中的杂光抑制原理。

如前文所述，眼底成像包括中间条纹图像和两边条纹图像。如图8所示，图中仅展示了眼底成像中的中间条纹图像，该中间条纹图像可以包括如图所示的上条纹图像S1和下条纹图像S2。关于眼底成像中两边条纹图像的收集，对两个照明单元的控制可参考前文实施例中的相关描述，本实施例在此不再赘述。关于眼底成像中中间条纹图像的收集，对两个照明单元的分时控制，将参考图8-图9予以说明。

在一个实施例中，参考图8，针对透镜反射仅形成正立伪影的情况，如果点亮第一照明单元11会导致透镜反射形成的第一伪影（如伪影01）出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中，而不出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中，以及点亮第二照明单元12会导致透镜反射形成的第二伪影（如伪影02）出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中，而不出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，两个照明单元的分时控制可以是：仅控制第二照明单元12点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像S1，以及仅控制第一照明单元11点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像S2。其中，透镜全伪影包括第一伪影和第二伪影。由此，收集到的上条纹图像S1和下条纹图像S2中是不包含该透镜反射形成的任何正立伪影的，因此通过拼接正常收集的两边条纹图像、以及上述的上条纹图像S1和下条纹图像S2，可以获得不包含杂光伪影的眼底成像。

和/或，在另一个实施例中，继续参考图8，针对透镜反射仅形成倒立伪影的情况，如果点亮第一照明单元11会导致透镜反射形成的第一伪影（如伪影02）出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中，而不出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中，以及点亮第二照明单元12会导致透镜反射形成的第二伪影（如伪影01）出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中，而不出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，两个照明单元的分时控制可以是：仅控制第一照明单元11点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像S1，以及仅控制第二照明单元12点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像S2。其中，透镜全伪影包括第一伪影和第二伪影。由此，收集到的上条纹图像S1和下条纹图像S2中也是不包含该透镜反射形成的任何倒立伪影的，因此通过拼接正常收集的两边条纹图像、以及上述的上条纹图像S1和下条纹图像S2，也可以获得不包含杂光伪影的眼底成像。

和/或，在另一个实施例中，参考图9，针对透镜的一个镜面M1反射照明光束形成正立伪影、另一个镜面M2反射照明光束形成倒立伪影的情况，如果点亮第一照明单元11会导致透镜的镜面M1反射形成的第一正立伪影（如伪影01）出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中、同时镜面M2反射形成的第一倒立伪影（如伪影04）出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中，以及点亮第二照明单元12会导致透镜的镜面M1反射形成的第二正立伪影（如伪影02）出现在中间条纹图像的下条纹图像S2中、同时镜面M2反射形成的第二倒立伪影（如伪影03）出现在中间条纹图像的上条纹图像S1中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，由于无论单独点亮其中的哪个照明单元都会收集到相应的伪影信息，但是单独点亮两个照明单元收集到的伪影信息彼此并不重合，因此这种情况下两个照明单元的分时控制可以是：先仅控制第一照明单元11点亮收集一次中间条纹图像，再仅控制第二照明单元12点亮收集一次中间条纹图像。其中，眼底成像中的中间条纹图像是通过该两次收集的中间条纹图像处理得到的。透镜全伪影包括：全正立伪影和全倒立伪影，全正立伪影包括：第一正立伪影和第二正立伪影，全倒立伪影包括：第一倒立伪影和第二倒立伪影。由此，虽然两次收集到的中间条纹图像均包含相应的伪影信息，但是由于两次收集到的中间条纹图像包含的伪影信息在图像中出现的位置彼此并不重合，因此通过后期的图像裁剪和拼接是可以获得不包含伪影的完整的眼底成像的。

作为一种可选的实施例，参考图1、图4、图5和图10，准直镜组14的光束出射端和/或聚焦镜组13的光束入射端可以设有第一孔径光阑17，第一孔径光阑17可以包括第一通光孔171和第二通光孔172。其中，第一通光孔171用于对第一照明单元11出射的第一光束111进行孔径限制。第二通光孔172用于对第二照明单元12出射的第二光束121进行孔径限制。如图10所示，第一通光孔171和第二通光孔172之间设有第一遮拦区域173，用于挡光。

可以理解的是，在聚焦镜组13的光束入射端设置第一孔径光阑17，有利于对第一光束111和第二光束121的外形进行进一步约束，并通过遮拦区域173的设置，可以进一步隔离第一光束111和第二光束121的通光路径，从而可以有效避免一束照明光束进入另一束照明光束的通光路径中，进而避免由此导致的杂光抑制效果不佳。

类似地，在准直镜组14的光束出射端设置第一孔径光阑17，也有利于对第一光束111和第二光束121的外形进行进一步约束，并通过遮拦区域173的设置，可以进一步隔离第一光束111和第二光束121的通光路径，从而可以有效避免一束照明光束进入另一束照明光束的通光路径中，进而避免由此导致的杂光抑制效果不佳。

继续参考图1、图4和图5，同时参考图11，第一照明单元11出射的第一光束111经聚焦镜组13聚焦并经准直镜组14准直后可以覆盖扫描振镜20的第一区域201；第二照明单元12出射的第二光束121经聚焦镜组13聚焦并经准直镜组14准直后可以覆盖扫描振镜20的第二区域202。扫描振镜20设于主光轴上，也即，如图11所示，主光轴穿过扫描振镜20的中心点位置O。因此扫描振镜20的第一区域201和第二区域202分别位于主光轴的上、下两侧。

这样，有利于两个照明单元的照明光束可以从瞳孔E2和角膜E1的上、下不同位置处入瞳，实现两个照明单元在瞳孔E2和角膜E1处的分光瞳照明设计。

作为一种可选的实施例，第一照明单元11和第二照明单元12各自可以包括至少一个非球面镜。

本公开实施例中，第一照明单元11和第二照明单元12可以使用激光光源，也可以使用LED这种连续光谱光源。在连续光谱光源中，光源的辐照度分布一般为类似高斯分布形式，具体地单个照明单元出射的光束的辐照度分布如图12所示。如果光源辐照度分布呈如图12所示的类似高斯分布状态，则会影响本公开实施例中聚焦线视场位置P1处聚焦线视场的均匀性，也会共轭的影响眼底E3处的一定宽度扫描视场的均匀性，从而不利于眼底成像的均匀性。对此，通过设置第一照明单元11和第二照明单元12均包括至少一个非球面镜，有利于对第一光束111和第二光束121进行匀光，保证眼底成像的均匀性。通过非球面镜的设置，可以根据光线映射原理对光源辐照度实现从如图12所示的类似高斯分布至如图13所示的趋于平顶分布的校正。

作为一种可选的实施例，接目镜组40和/或扫描镜组30中的特定光学元件倾斜设于主光轴上，其中，特定光学元件可以包括两个镜面，且这两个镜面中的一个会产生正立伪影，另一个会产生倒立伪影。

可以理解的是，通过将特定光学元件倾斜设于主光轴上，第一光束111或第二光束121经过特定光学元件时，第一光束111和第二光束121在特定光学元件上的入射点和出射点均会偏离主光轴，从而可以使该光学元件前后两个镜面反射形成的正立伪影和倒立伪影都能够在眼底成像中彼此错开一定的间距位置，即使得处于同一条纹图像中的正立伪影部分和倒立伪影部分彼此不重合（如图9所示），由此可以为后期图像裁剪和图像拼接提供便利，并且也利于最大程度地消除杂光伪影。

作为一种可选的实施例，继续参考图1和图4，成像镜组60可以包括第二孔径光阑61。如图14所示，第二孔径光阑61可以包括中心通光孔611和关于中心通光孔611对称的第二遮拦区域612，该遮拦区域612用于挡光。

通过在成像镜组60之前设置第二孔径光阑61，可以通过对称的第二遮拦区域612进一步遮挡透镜反射的照明光束，因而可以进一步抑制透镜反射的照明光束，防止其被收集到眼底成像中形成杂光伪影，仅通过中心通光孔611收集眼底散射的出瞳光束，可以直接收集到无伪影的图像。

作为一种可选的实施例，聚焦镜组13为正光焦度镜组。这样有利于光束会聚于聚焦线视场P1位置处。

作为一种可选的实施例，第一照明单元11和第二照明单元12各自可以包括至少一个胶合透镜。示例性的，尤其在实现彩色眼底成像的眼底成像装置中进行该设置，可以实现对照明光束的色差校正。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (15)

1.一种眼底成像装置，包括：照明模块（10），扫描振镜（20），扫描镜组（30），接目镜组（40），分光元件（50），成像镜组（60）和成像模块（70）；

所述照明模块（10）包括可单独点亮或熄灭的第一照明单元（11）和第二照明单元（12），聚焦镜组（13）和准直镜组（14），其中，

所述聚焦镜组（13）用于对所述第一照明单元（11）出射的第一光束或所述第二照明单元（12）出射的第二光束进行聚焦；

所述第一照明单元（11）出射的第一光束和所述第二照明单元（12）出射的第二光束在所述聚焦镜组（13）入射侧覆盖的镜面区域彼此不同且相互分离，以便在眼底成像过程中，通过切换使用所述第一照明单元（11）和所述第二照明单元（12）照明来对眼底成像进行杂光抑制；

其中，所述照明模块（10）还包括开关控制单元，用于在眼底成像过程中对所述第一照明单元（11）和所述第二照明单元（12）进行分时控制；

眼底成像包括中间条纹图像，所述中间条纹图像包括上条纹图像和下条纹图像；

所述分时控制包括：

针对透镜反射形成正立伪影的情况，

如果点亮所述第一照明单元（11）导致透镜反射形成的第一伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，以及点亮所述第二照明单元（12）导致透镜反射形成的第二伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，仅控制所述第二照明单元（12）点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像，以及仅控制所述第一照明单元（11）点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像；其中，透镜全伪影包括所述第一伪影和所述第二伪影；

或，

针对透镜反射形成倒立伪影的情况，

如果点亮所述第一照明单元（11）导致透镜反射形成的第一伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，以及点亮所述第二照明单元（12）导致透镜反射形成的第二伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，仅控制所述第一照明单元（11）点亮以收集中间条纹图像中的上条纹图像，以及仅控制所述第二照明单元（12）点亮以收集中间条纹图像中的下条纹图像；其中，透镜全伪影包括所述第一伪影和所述第二伪影；

或，

针对透镜的一个镜面M1反射照明光束形成正立伪影、另一个镜面M2反射照明光束形成倒立伪影的情况，

如果点亮所述第一照明单元（11）导致透镜的镜面M1反射形成的第一正立伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中、镜面M2反射形成的第一倒立伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中，以及点亮所述第二照明单元（12）导致透镜的镜面M1反射形成的第二正立伪影出现在中间条纹图像的下条纹图像中、镜面M2反射形成的第二倒立伪影出现在中间条纹图像的上条纹图像中，则在收集眼底成像的中间条纹图像的过程中，先仅控制所述第一照明单元（11）点亮收集一次中间条纹图像，再仅控制所述第二照明单元（12）点亮收集一次中间条纹图像；其中，眼底成像中的中间条纹图像是通过该两次收集的中间条纹图像处理得到的；透镜全伪影包括：全正立伪影和全倒立伪影，所述全正立伪影包括：所述第一正立伪影和所述第二正立伪影，所述全倒立伪影包括：所述第一倒立伪影和所述第二倒立伪影。

2.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，所述照明模块（10）还包括：

第一反射镜组（15），设于所述第一照明单元（11）与所述聚焦镜组（13）之间；和/或，

第二反射镜组（16），设于所述第二照明单元（12）与所述聚焦镜组（13）之间。

3.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述第一照明单元（11）和所述第二照明单元（12）各自包括至少一个柱面镜。

4.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述聚焦镜组（13）包括至少一个柱面镜。

5.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述聚焦镜组（13）对所述第一照明单元（11）出射的第一光束进行聚焦形成的聚焦线视场与对所述第二照明单元（12）出射的第二光束进行聚焦形成的聚焦线视场相互重合，且所述聚焦线视场位置与待测眼睛的眼底成共轭关系。

6.根据权利要求5所述的眼底成像装置，其中，

所述聚焦线视场的长度K1和宽度K2满足以下比例关系：

5< K1/K2<30。

7.根据权利要求5所述的眼底成像装置，其中，

所述聚焦线视场位置设有狭缝光阑。

8.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述第一照明单元（11）出射的第一光束和所述第二照明单元（12）出射的第二光束在入瞳位置对应的照明光斑均成椭圆分布，且椭圆照明光斑的短边a和长边b满足以下比例关系：

1.5< b/a <3。

9.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述准直镜组（14）的光束出射端和/或所述聚焦镜组（13）的光束入射端设有第一孔径光阑（17），所述第一孔径光阑包括第一通光孔（171）和第二通光孔（172）；其中，

所述第一通光孔（171）用于对所述第一照明单元（11）出射的第一光束进行孔径限制；

所述第二通光孔（172）用于对所述第二照明单元（12）出射的第二光束进行孔径限制；

所述第一通光孔（171）和所述第二通光孔（172）之间设有第一遮拦区域（173）。

10.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述第一照明单元（11）出射的第一光束经所述聚焦镜组（13）聚焦并经准直镜组（14）准直后覆盖所述扫描振镜（20）的第一区域；

所述第二照明单元（12）出射的第二光束经所述聚焦镜组（13）聚焦并经准直镜组（14）准直后覆盖所述扫描振镜（20）的第二区域；

所述扫描振镜（20）设于主光轴上，所述第一区域和所述第二区域位于主光轴的上下两侧。

11.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述第一照明单元（11）和所述第二照明单元（12）各自包括至少一个非球面镜。

12.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述接目镜组（40）和/或所述扫描镜组（30）中的特定光学元件倾斜设于主光轴上，其中，

所述特定光学元件包括两个镜面，且所述两个镜面中的一个会产生正立伪影，另一个会产生倒立伪影。

13.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述成像镜组（60）包括第二孔径光阑（61），所述第二孔径光阑（61）包括中心通光孔（611）和关于所述中心通光孔（611）对称的第二遮拦区域（612）。

14.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述聚焦镜组（13）为正光焦度镜组。

15.根据权利要求1所述的眼底成像装置，其中，

所述第一照明单元（11）和所述第二照明单元（12）各自包括至少一个胶合透镜。