CN211355391U - 一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其包括OCT光源，OCT光源的出射光照在光纤耦合器上，光纤耦合器分出两路信号，形成参考臂和样品臂；样品臂依次有偏振控制器和光纤准直器，光纤准直器输出的准直光经过振镜和会聚镜头入射到眼球表面；参考臂依次有偏振控制器和光纤准直器，光纤准直器输出的准直光经过曲柄摇杆机构的相位延迟线系统入射到固定反射镜上；参考臂和样品臂返回的反射光由系统调制后，由电脑进行处理；光学延迟系统包括直角反射镜和曲柄摇杆机构；曲柄摇杆机构包括绕支撑点圆周运动的曲杆、摇杆和连接杆；本实用新型仅有一个直角反射镜和三个联动杆的结构，实现快速的长距离的眼轴测量，精度较高的效果。

Description

一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统

技术领域

本实用新型涉及眼科光学仪器测量领域，尤其是涉及一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统。

背景技术

光学相干层析成像（OCT）是一种基于低相干干涉的光学成像技术，其通过探测被测样品内部的背向散射光，可以实时、在体、非侵入地获取毫米级别深度范围内的层析结构图像。从上世纪末开始，OCT技术便广泛应用于临床医疗、工艺品检测、工业质量监控等领域。

时域OCT系统是第一代OCT系统，其原理是从光源发出的光首先经过耦合器后分为两束光。其中一束光进入参考臂，最后抵达反射镜。由于反射镜的反射，光沿着原路返回到分束器。另外一束光进入样品臂，最后抵达被测样品，被测样品的后向散射光沿原路返回到分束器。当这两束光满足其光程差不大于光源的相干长度时，这两束光就会发生干涉。光的干涉信号通过光电探测器获得，再由数据采集卡采集数据。最后通过数据处理重建样品的内部结构信息，想要得到样品不同深度方向上的结构信息，参考臂就必须进行轴向光程扫描，通过移动反射镜的位置来匹配光在样品中的位置实现，这种方法使时域OCT的速度被限制的很慢。

现有技术，专利《用于测量眼睛的生物识别变量以计算人工晶状体的装置》（专利号201611221644.9）公开了一种同时测量角膜曲率和OCT布置。其使用多点角膜曲率计测量角膜曲率，通过远心系统识别角膜的测量数据点。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：远心系统虽然使系统适应性更强，但是每次测量的定位点不同，会对眼轴测量起始位置的重复性造成干扰，实现复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种仅有一个直角反射镜和三个联动杆的结构，实现快速的长距离的眼轴测量，精度较高的眼睛生物参数测量的非接触测量系统。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，包括OCT光源，所述OCT光源的出射光照射在光纤耦合器上，所述光纤耦合器分出两路信号，成参考臂的光学延迟系统和形成样品臂的样品臂系统；所述样品臂依次设有偏振控制器和光纤准直器，所述光纤准直器输出的准直光经过振镜和会聚镜头入射到眼球表面；所述参考臂依次设有偏振控制器和光纤准直器，所述光纤准直器输出的准直光经过曲柄摇杆机构的相位延迟线系统入射到固定反射镜上；所述参考臂和所述样品臂返回的反射光由探测系统进行光学外差探测系统调制后，由采集卡采集输入电脑进行图像处理；所述光学延迟系统包括用于进行光程扫描的直角反射镜和用于支撑旋转的所述曲柄摇杆机构；所述曲柄摇杆机构包括绕支撑点圆周运动的曲杆、以特定角度往复运动的摇杆和连接所述曲杆和所述摇杆的连接杆。

通过采用上述技术方案，光学延迟系统仅有一个直角反射镜，不需要调试多个反射镜组之间的一致性和重复性，结构上更简单，通过控制一个曲柄摇杆机构带动直角反射镜做往复运动，结构简单且调试简单，扫描行程较大，控制精度高。通过控制一个曲杆做匀速圆周运动，带动直角反射镜做往复运动，结构简单易实现。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述松紧件包括固定基座和转动连接在所述固定基座内部的中心转轴，所述中心转轴上螺纹连接有两个运动方向相反用于夹紧所述支撑杆的夹紧块。

通过采用上述技术方案，在初次进行调试的时候，支撑杆位于夹紧块之间，调节支撑杆的在松紧件上的位置，以调节直角反射镜的角度，使得直角反射镜在极限位置的时候均能够反射出平行光。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定基座固定连接在所述摇杆靠近所述连接杆的一端，所述摇杆上开设有供所述支撑杆移动的移动槽。

通过采用上述技术方案，移动槽为支撑杆提供了调节空间。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直角反射镜位于所述连接杆和所述摇杆的连接处，且固定连接在所述摇杆上。

通过采用上述技术方案，直角反射镜固定在摇杆的端部，随着摇杆在极限位置往复运动，以形成多组测量数据。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述样品臂系统设为Placido盘的角膜地形图系统，所述Placido盘的角膜地形图系统包括支撑架，所述支撑架的背部设有背光照明单元。

通过采用上述技术方案,背光照明单元提供系统工作所需要的光线，保证工作效果的稳定性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑架的边缘固定连接有Placido盘，所述Placido盘上反射的图形入射到角膜表面，其反射的光由成像镜头接收成像。

通过采用上述技术方案, Placido盘实现的成像提供系统工作所需要的画面，保证工作效果的稳定性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述背光照明单元为LED灯板，所述Placido盘的平板面与所述LED灯板的弧面之间等间距固定。

通过采用上述技术方案,LED灯板提高Placido盘成像所需要的光线，保证成像的效果。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述OCT光源波长为1010nm~1100nm之间。

通过采用上述技术方案，波长为1010nm~1100nm的OCT光源可穿透白内障组织。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过使用直角反射镜，光信号在空气中进行反射，无折射引起的光色散，提高了系统的信噪比和测量精度；

2.通过使用一个直角反射镜，不需要调试多个反射镜组之间的一致性和重复性，结构上更简单；且通过圆周运动带动往复运动，控制上更简易；

3.通过OCT与膜地形图系统形成像面为同一个面，一次满足所有参数测量。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例的光学延迟线作用示意图；

图3是实施例的光学延迟线第一极限位置示意图；

图4是实施例的光学延迟线第二极限位置示意图；

图5是实施例用于展示松紧件位于摇杆上的位置示意图；

图6是实施例用于展示松紧件的结构示意图；

图7是实施例的样品臂包含角膜地形图结构示意图。

附图标记：1、OCT光源；2、光学外差探测系统；3、出射光；4、光纤耦合器；5、偏振控制器；6、光纤准直器；7、反射光；8、光学延迟系统；81、直角反射镜；811、支撑杆；82、曲柄摇杆机构；821、曲杆；822、摇杆；8221、移动槽；823、连接杆；83、固定反射镜；84、松紧件；841、固定基座；842、中心转轴；843、夹紧块；844、把手；9、样品臂系统；91、Placido盘；92、背光照明单元；93、中间转折振镜；94、成像镜头；95、CCD；96、支撑架；97、会聚镜头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，包括OCT光源1，OCT光源1波长为1010nm~1100nm，可穿透白内障组织。其出射光由光纤耦合器4以一定比例分成两束输出，形成参考臂的光学延迟系统8和形成样品臂的样品臂系统9。样品臂和参考臂都由偏振控制器5将反射回来的光偏振态调成一致，入射到光学外差探测系统2中干涉成像，由采集卡输入到电脑端进行干涉信号处理。

参照图2，光学延迟系统8核心为一个曲柄摇杆机构82。曲柄摇杆机构82包括绕支撑点圆周运动的曲杆821、以特定角度往复运动的摇杆822以及连接曲杆821和摇杆822的连接杆823。光纤准直器6出射的准直光入射到直角反射镜81上，准直光经直角反射镜81反射，其反射光7经固定反射镜83原路返回至光纤耦合器4中。曲杆821绕中心B匀速圆周运动，连接杆823带动通过松紧件84固定在摇杆822上的直角反射镜81做以固定点A为中心，杆长R1为半径的往复运动，以改变参考臂光程差。

参照3和图4，随着曲杆821的圆周运动，带动摇杆822往复运动有两个极限位置。A和B固定点之间的距离长度L，连接杆823长X，两极限位置与水平轴夹角分别为α，β。计算直角反射镜81绕A点可转动角度范围γ=180-α-β。其中：

参照图5和图6，直角反射镜81与入射到镜面的光束之间无必要角度要求，它可以使任意角度入射的光束平行出射，故直角反射镜81与杆之间固定无必要角度要求，调试简单。直角反射镜81在初次固定角度的时候，需要调节松紧件84，以使得直角反射镜81在极限位置的时候均能够反射出平行的光线。

具体的，松紧件84包括整体呈长方体状的固定基座841和转动连接在固定基座841内的中心转轴842，中心转轴842上螺纹连接有两个运动方向相反用于夹紧支撑杆811的柱形夹紧块843。中心转轴842的一端焊接有方便转动中心转轴842的柱形把手844。夹紧块843与固定基座841之间设有导向的导向件和导向槽。使得中心转轴842在转动的时候，两个夹紧块843沿着导向条的方向相向运动，以夹紧或者拧松支撑杆811。固定基座841安装在摇杆822靠近连接杆823的一端，摇杆822上开设有供支撑杆811移动的腰形孔状的移动槽8221。调节支撑杆811在松紧件84上的位置，以调节直角反射镜81的角度。

光学延迟系统8仅有一个固定直角反射镜81，通过控制一个曲杆821做圆周运动，带动直角反射镜81做往复运动，调试简单，扫描行程较大控制精度高。

参照图7，样品臂系统9为Placido盘91的角膜地形图系统，Placido盘91的角膜地形图系统包括碗状的支撑架96，支撑架96的背部设有背光照明单元92。支撑架96上安装有Placido盘91，Placido盘91上反射的图形入射到角膜表面，其反射的光由成像镜头94接收成像。Placido盘91为大盘，使人舒适感更强。该盘可改为半球形、圆锥形或圆柱形等。Placido盘91包括25个白环和25个黑环。

样品臂的光通过光纤耦合器4出射准直光由会聚镜头97入射到眼角膜前表面，光束经由中间转折振镜93旋转进行二维断层扫描，外眼对准可以由成像镜头94直接监控对准。背光照明单元92上有特定分布的LED灯板，使得Placido盘91上的同心不等间隔圆环投射到角膜表面，形成等间隔条纹由成像镜头94成像至CCD95上。

本实施例的实施原理为：通过弱相干光干涉技术和Placido盘91的角膜地形图系统测量眼轴长度和角膜曲率。光学延迟系统8与共用的角膜地形图系统共轴，从而使二者能够在横向方向上对准匹配，且设计的两个光学系统物方工作距保证眼睛在同一点轴向位置，一次性得到眼轴长度和角膜曲率值。本实施例仅有一个直角反射镜81和曲柄摇杆机构82，实现快速长距离的眼轴测量的，精度较高。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，包括OCT光源（1），其特征在于：所述OCT光源（1）的出射光（3）照射在光纤耦合器（4）上，所述光纤耦合器（4）分出两路信号，成参考臂的光学延迟系统(8)和形成样品臂的样品臂系统(9)；所述样品臂依次设有偏振控制器（5）和光纤准直器（6），所述光纤准直器（6）输出的准直光经过振镜（93）和会聚镜头（97）入射到眼球表面；所述参考臂依次设有偏振控制器（5）和光纤准直器（6），所述光纤准直器（6）输出的准直光经过曲柄摇杆机构（82）的相位延迟线系统入射到固定反射镜（83）上；所述参考臂和所述样品臂返回的反射光由探测系统进行光学外差探测系统（2）调制后，由采集卡采集输入电脑进行图像处理；所述光学延迟系统（8）包括用于进行光程扫描的直角反射镜（81）和用于支撑旋转的所述曲柄摇杆机构（82）；所述曲柄摇杆机构（82）包括绕支撑点圆周运动的曲杆（821）、以特定角度往复运动的摇杆（822）和连接所述曲杆（821）和所述摇杆（822）的连接杆（823）。

2.根据权利要求1所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述直角反射镜（81）的背侧设有支撑杆（811），所述支撑杆（811）位于所述连接杆（823）和所述摇杆（822）的连接处，且通过松紧件（84）固定连接在所述摇杆（822）上。

3.根据权利要求2所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述松紧件（84）包括固定基座（841）和转动连接在所述固定基座（841）内部的中心转轴（842），所述中心转轴（842）上螺纹连接有两个运动方向相反用于夹紧所述支撑杆（811）的夹紧块（843）。

4.根据权利要求3所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述固定基座（841）固定连接在所述摇杆（822）靠近所述连接杆（823）的一端，所述摇杆（822）上开设有供所述支撑杆（811）移动的移动槽（8221）。

5.根据权利要求1所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述样品臂系统（9）设为Placido盘（91）的角膜地形图系统，所述Placido盘（91）的角膜地形图系统包括支撑架（96），所述支撑架（96）的背部设有背光照明单元（92）。

6.根据权利要求5所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述支撑架（96）的边缘固定连接有Placido盘（91），所述Placido盘（91）上反射的图形入射到角膜表面，其反射的光由成像镜头（94）接收成像。

7.根据权利要求6所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述背光照明单元（92）为LED灯板，所述Placido盘（91）的平板面与所述LED灯板的弧面之间等间距固定。

8.根据权利要求1所述的一种眼睛生物参数测量的非接触测量系统，其特征在于：所述OCT光源（1）波长为1010nm~1100nm之间。

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