CN209404746U - 视网膜成像的扫描组件及视网膜成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视网膜成像的扫描组件及视网膜成像系统，其中，扫描组件包括扫描物镜；平场物镜；变焦单元，设置在所述扫描物镜与所述平场物镜之间；其中，所述变焦单元的离焦量可调且所述变焦单元与所述扫描物镜的间距固定。其中，在扫描物镜与平场物镜之间设置有离焦量可调的变焦单元，当照明光束经过该扫描组件在视网膜上聚焦时，通过变焦单元产生精确的离焦量，即可实现照明光束在视网膜的不同层上聚焦，无需移动扫描物镜即可实现视网膜的调焦层析，增加包括该扫描组件的视网膜成像系统的可靠性，从而能够提高视网膜成像系统的成像质量。

Description

视网膜成像的扫描组件及视网膜成像系统

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，具体涉及一种视网膜成像的扫描组件及视网膜成像系统。

背景技术

视网膜是数百微米厚度的透明薄膜，它由多层结构组成，组织学上大致分为10层，每层分布着不同的细胞、血管、神经等各类组织，视网膜各层不同组织的分布与变化情况与视网膜正常功能、各类疾病均密切相关，视网膜不同层组织的病理改变将导致不同的视网膜疾病。因此，需要实现对视网膜不同层进行分层的高分辨率成像观察，将有助于视网膜各类疾病的临床诊断与治疗。

现有视网膜成像系统一般是利用共聚焦扫描成像原理，实现对视网膜的分层扫描成像功能。具体地，通过在照明光路中沿光轴方向移动扫描物镜，实现对视网膜不同层的照明，从而获取不同视网膜层的成像图像。

然而，为了实现扫描物镜沿光轴方向的移动，往往需要依靠设置在光轴方向上的平移台，且最薄的视网膜层厚度仅有数微米，不仅需要依赖高精度的平移台，同时需要精密的电控驱动才能完成，电控平移往往会带来控制误差。此外，物镜在光轴方向上的移动，容易导致光束中心偏离光轴，影响系统成像质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种视网膜成像的扫描组件及视网膜成像系统，以解决视网膜成像系统的成像质量偏低的问题。

根据第一方面，本实用新型提供了一种视网膜成像的扫描组件，包括：

扫描物镜；

平场物镜；

变焦单元，设置在所述扫描物镜与所述平场物镜之间；其中，所述变焦单元的离焦量可调且所述变焦单元与所述扫描物镜的间距固定。

本实用新型实施例提供的视网膜成像的扫描组件，在扫描物镜与平场物镜之间设置有离焦量可调的变焦单元，当照明光束经过该扫描组件在视网膜上聚焦时，通过变焦单元产生精确的离焦量，即可实现照明光束在视网膜的不同层上聚焦，无需移动扫描物镜即可实现视网膜的调焦层析，增加包括该扫描组件的视网膜成像系统的可靠性，从而能够提高视网膜成像系统的成像质量。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，还包括：

底座，所述扫描物镜以及所述变焦单元固定安装在所述底座上；

导轨，设置在所述底座上，所述导轨的延伸方向与所述平场物镜的中心轴线方向一致；其中，所述平场物镜通过所述导轨可滑动地设置在所述底座上。

本实用新型实施例提供的视网膜成像的扫描组件，通过底座固定扫描物镜以及变焦单元，且在底座上设置有导轨，保证平场物镜的移动；一方面能够实现扫描物镜与变焦单元的位置固定，另一方面能够保证平场物镜达到补偿人眼的屈光不正的目的。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述变焦单元设置在所述扫描物镜的后焦面，且所述扫描物镜的后焦面与所述平场物镜的前焦面重合。

结合第一方面、第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述变焦单元为声光变焦透镜。

本实用新型实施例提供的视网膜成像的扫描组件，其中，变焦单元为声光变焦透镜，使得从扫描物镜出射的线光束经过声光变焦透镜时，通过控制器加载电压，采用声光控制方式产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

结合第一方面、第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述变焦单元为液晶变焦透镜。

本实用新型实施例提供的视网膜成像的扫描组件，其中，变焦单元为液晶变焦透镜，使得从扫描物镜出射的线光束经过液晶变焦透镜时，通过控制器加载电压驱动液晶变焦透镜产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

结合第一方面、第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述变焦单元为液体透镜。

本实用新型实施例提供的视网膜成像的扫描组件，其中，变焦单元为液体透镜，使得从扫描物镜出射的线光束经过液体透镜时，通过控制器加载电压驱动液体透镜内的液滴形状，产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

根据第二方面，本实用新型实施例还提供了一种视网膜成像系统，包括：本实用新型第一方面，或第一方面任一实施方式中所述的视网膜成像的扫描组件。

本实用新型实施例提供的视网膜成像系统，在扫描物镜与平场物镜之间设置有离焦量可调的变焦单元，当照明光束经过该扫描组件在视网膜上聚焦时，通过变焦单元产生精确的离焦量，即可实现照明光束在视网膜的不同层上聚焦，无需移动扫描物镜即可实现视网膜的调焦层析，增加了该视网膜成像系统的可靠性，从而能够提高视网膜成像系统的成像质量。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，还包括：线光束生成组件以及分光组件；其中，所述线光束生成组件与所述分光组件连接。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述线光束生成组件包括：光源；其中，所述光源为点光源或面光源。

结合第二方面第二实施方式，在第二方面第三实施方式中，所述光源为激光光源，或发光二极管。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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是根据本实用新型实施例的视网膜成像的扫描组件的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的视网膜成像系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的线光束生成组件的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的线光束生成组件的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的线光束生成组件的结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例的成像组件的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的输出组件的结构示意图；

附图标记：

11－扫描物镜；12－平场物镜；13－变焦单元；

20－线光束生成组件；221－点光源；222－准直扩束装置；223－线光束截取装置；231－单波段点光源组；232－光纤耦合器；233－第一准直透镜；234－第一柱面透镜；241－宽带点光源；242－第二准直透镜；243－第二柱面透镜；

30－分光组件；

40－扫描振镜；

50－成像组件；51－成像物镜；52－第三柱面透镜；53－共焦狭缝；54－线探测器54；

60－输出组件；61－图像采集卡；62－输出设备；

70－人眼。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种视网膜成像的扫描组件，如图1所述，该扫描组件包括扫描物镜11、平场物镜12以及变焦单元13。

其中，变焦单元13设置在扫描物镜11与平场物镜12之间，变焦单元13的离焦量可调且变焦单元13与扫描物镜11的间距固定。

具体地，扫描物镜11以及变焦单元13的位置固定，即扫描物镜11以及变焦单元13安装完成之后，在视网膜成像过程中，两者的位置固定不变。当该扫描组件应用于视网膜成像系统中时，通过调节变焦单元13自身的离焦量以实现对视网膜不同厚度的层进行扫描成像。

本实施例提供的视网膜成像的扫描组件，在扫描物镜11与平场物镜12之间设置有离焦量可调的变焦单元13。当照明光束经过该扫描组件在视网膜上聚焦时，通过变焦单元13产生精确的离焦量，即可实现照明光束在视网膜不同厚度的层上聚焦，无需移动扫描物镜11即可实现视网膜的调焦层析，增加包括该扫描组件的视网膜成像系统的可靠性，从而能够提高视网膜成像系统的成像质量。

作为本实施例的一种可选实施方式，该扫描组件还包括有底座以及设置在底座上的导轨。

其中，扫描物镜11以及变焦单元13固定安装在该底座上，用于实现扫描物镜11与变焦单元13的间距固定；此外，平场物镜12用于补偿人眼70屈光不正。具体地，导轨设置在底座上，且导轨的延伸方向与平场物镜12的中心轴线方向一致，从而使得平场物镜12能够通过该导轨可滑动地设置在底座上。即，平场物镜12通过导轨实现其与人眼70视网膜之间的距离调节。

在对人眼70视网膜进行线光束共聚焦扫描成像时，平场物镜12利用导轨沿光轴方向移动，可以补偿人眼70屈光不正。当完成人眼70屈光不正的补偿后，固定导轨以保证平场物镜12不再移动，进入人眼70的线光束能够清晰地聚焦在视网膜上，后续在视网膜成像系统的成像组件中即可获取视网膜清晰的成像图像。

通过底座固定扫描物镜11以及变焦单元13，且在底座上设置有导轨，保证平场物镜12的移动；一方面能够实现扫描物镜11与变焦单元13的位置固定，另一方面能够保证平场物镜13达到补偿人眼70的屈光不正的目的。

进一步可选地，变焦单元13设置在扫描物镜11的后焦面，且扫描物镜11的后焦面与平场物镜12的前焦面重合。通过将变焦单元13设置在扫描物镜11的后焦面，能够保证进入人眼70的线光束能够清晰地聚焦在视网膜上。

作为本实施例的另一种可选实施方式，其中，变焦单元13为声光变焦透镜。

通过将变焦单元13设置为声光变焦透镜，使得从扫描物镜11出射的线光束经过声光变焦透镜时，通过控制器加载电压，采用声光控制方式产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

可选地，变焦单元13为液晶变焦透镜。其中，变焦单元13为液晶变焦透镜，使得从扫描物镜11出射的线光束经过液晶变焦透镜时，通过控制器加载电压驱动液晶变焦透镜产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

进一步可选地，变焦单元13为液体透镜。使得从扫描物镜11出射的线光束经过液体透镜时，通过控制器加载电压驱动液体透镜内的液滴形状，产生可控的离焦量，控制线光束在视网膜上聚焦于不同厚度的层。

因此，通过变焦单元13设置为声光变焦透镜、液晶变焦透镜或液体透镜，在对人眼70视网膜进行变焦层析的线光束共聚焦扫描成像时，均是通过控制器加在电压控制变焦单元13产生可控的离焦量，使得进入人眼70的线光束聚焦在视网膜不同厚度的层，从而实现对视网膜不同厚度的层的扫描成像。

本实用新型实施例还提供了一种视网膜成像系统，该成像系统包括上述实施例以及实施方式中所述的视网膜成像的扫描组件。

本实施例提供的视网膜成像系统，在扫描物镜11与平场物镜12之间设置有离焦量可调的变焦单元13，当照明光束经过该扫描组件在视网膜上聚焦时，通过变焦单元13产生精确的离焦量，即可实现照明光束在视网膜不同厚度的层上聚焦，无需移动扫描物镜11即可实现视网膜的调焦层析，增加了该视网膜成像系统的可靠性，从而能够提高视网膜成像系统的成像质量。

进一步地，如图2所示，该视网膜成像系统还包括有线光束生成组件20以及分光组件30；其中，线光束生成组件20与分光组件30连接。

更进一步地，如图2所示，该视网膜成像系统还包括有扫描振镜40、成像组件50以及输出组件60。

具体地，线光束生成组件20包括有光源，该光源可以是点光源，也可以是面光源。

可选地，该光源为激光光源，或发光二极管。优选地，光源为激光光源。

可选地，如图3所示，线光束生成组件20包括点光源221、准直扩束装置222以及线光束截取装置223。点光源射出的发散光束通过准直扩束装置222准直后输出平行光束；线光束截取装置223将准直扩束装置222输出的平行光束截取为一维线光束送入分光组件30。

进一步可选地，如图4所示，线光束生成组件20包括单波段点光源组231、光纤耦合器232、第一准直透镜233以及第一柱面透镜234，用于将单波段点光源组231产生的多个波长发散光束生成一维线光束，单波段点光源组231发出的光束经光纤耦合器232耦合成单束光，该单束光通过第一准直透镜233准直后输出平行光束，第一柱面透镜234将第一准直透镜233输出的平行光束变换为一维线光束输出到分光组件30。

进一步可选地，如图5所示，线光束生成组件20包括宽带点光源241、第二准直透镜242以及第二柱面透镜243，用于将宽带点光源241产生的多个波长发散光束生成一维线光束。宽带点光源241发出的发散光束通过第二准直透镜242准直后输出平行光束，第二柱面透镜243将第二准直透镜242输出的平行光束变换为一维线光束输出到分光组件30。

此外，分光组件30可以为分光平镜，也可以为分光棱镜，用于将线光束生成组件20所输出的一维线光束引导至扫描振镜40，并从扫描振镜40射出至扫描组件入射至人眼70；以及该分光组件30还用于将从扫描组件反射回的成像光束偏转后引导至成像组件50中，以实现对人眼70视网膜的成像。

如图6所示，成像组件50可以包括成像物镜51、第三柱面透镜52、共焦狭缝53以及线探测器54，用于将分光组件20偏转后输出的成像光束的光强信号转换成电信号并传输给输出组件60。具体地，分光组件20偏转后输出的成像光束依次经过成像物镜51、第三柱面透镜52、共焦狭缝53以及线探测器54；其中，共焦狭缝53与视网膜平面共轭，共焦狭缝53能够排除非视网膜平面的杂散光进入线探测器54，从而实现高分辨率的共焦成像。

如图7所示，输出组件60可以包括图像采集卡61以及输出设备62，其中，图像采集卡61将成像组件50输出的电信号转换成图像信号，并通过输出设备62输出。

需要说明的是，本实用新型中的线光束生成组件20、分光组件30、成像组件50以及输出组件60也可以为其他结构，只需保证上述各组件能够实现相应的功能即可。

请结合图2，该视网膜成像系统的工作过程描述如下：当该视网膜成像系统在对人眼70视网膜进行变焦层析的线光束共聚焦扫描成像时，线光束生成组件20产生线光束输出至分光组件30，分光组件30将线光束生成组件20所输出的线光束引导至扫描振镜40，并从扫描振镜40射出依次经过扫描物镜11、变焦单元13以及平场物镜12入射至人眼70视网膜；在视网膜成像之前，沿光轴方向移动平场物镜12，用以补偿人眼70的屈光不正。当完成人眼70屈光不正补偿之后，固定平场物镜12不再移动，进入人眼70的线光束清晰地聚焦在视网膜上；在此过程中，可以通过控制器加载电压控制变焦单元13产生可控的离焦量，使得进入人眼70的线光束聚焦在视网膜不同厚度的层上，以便实现对人眼70视网膜不同厚度的层进行成像；扫描组件接收从人眼70视网膜反射回的成像光束，入射至扫描振镜40，经过分光组件30偏转后引导至成像组件50中，再利用输出组件60实现对人眼70视网膜成像的输出。

本实施例提供的视网膜成像系统，通过控制器加载电压控制变焦单元13可产生可控的离焦量，使得进入人眼70的线光束聚焦在视网膜不同厚度的层上，从不同厚度的层反射回的成像光束进入成像组件，在成像组件50的探测面上将获取视网膜不同厚度层的清晰图像，进而可以通过输出组件60将图像输出。此外，当变焦单元13产生连续的离焦量时，成像组件50将获取到视网膜连续层析成像的图像。因此，本实用新型提供的视网膜成像系统，通过变焦单元13产生精确的离焦量，能够实现线光束在视网膜不同厚度的层上聚焦，而无需移动部件即可实现调焦层析，增加了该视网膜成像系统的可靠性。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种视网膜成像的扫描组件，其特征在于，包括：

扫描物镜；

平场物镜；

变焦单元，设置在所述扫描物镜与所述平场物镜之间；其中，所述变焦单元的离焦量可调且所述变焦单元与所述扫描物镜的间距固定；

底座，所述扫描物镜以及所述变焦单元固定安装在所述底座上；

导轨，设置在所述底座上，所述导轨的延伸方向与所述平场物镜的中心轴线方向一致；其中，所述平场物镜通过所述导轨可滑动地设置在所述底座上。

2.根据权利要求1所述的扫描组件，其特征在于，所述变焦单元设置在所述扫描物镜的后焦面，且所述扫描物镜的后焦面与所述平场物镜的前焦面重合。

3.根据权利要求1或2所述的扫描组件，其特征在于，所述变焦单元为声光变焦透镜。

4.根据权利要求1或2所述的扫描组件，其特征在于，所述变焦单元为液晶变焦透镜。

5.根据权利要求1或2所述的扫描组件，其特征在于，所述变焦单元为液体透镜。

6.一种视网膜成像系统，其特征在于，包括：权利要求1－5中任一项所述的视网膜成像的扫描组件。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：线光束生成组件以及分光组件；其中，所述线光束生成组件与所述分光组件连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线光束生成组件包括：光源；其中，所述光源为点光源或面光源。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光源为激光光源，或发光二极管。