一種眼底成像裝置制造方法
【專利摘要】一種眼底成像裝置，由光源組件、掃描照明光路組件、探測組件組成。該發(fā)明提出的眼底顯微鏡裝置，應用嵌套式光纖輸出激光光源，通過掃描照明光路組件中的二維成像掃描振鏡工作，照射人眼眼底視網(wǎng)膜并按原光路返回到嵌套式光纖，最終進入探測組件，從而獲得人眼眼底視網(wǎng)膜高分辨率圖像。該發(fā)明將激光光源輸出光纖和探測器接收光纖嵌套于同一根光纖，大幅節(jié)省了系統(tǒng)空間，降低了激光器的輸出功率和成本，實現(xiàn)了一種設計緊湊、成像分辨率高、安全性高、控制簡單的眼底成像裝置，大幅改善了傳統(tǒng)眼底成像儀器的系統(tǒng)空間和成像質量。
【專利說明】一種眼底成像裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種眼底成像系統(tǒng)，應用嵌套式光纖輸出激光光源，通過掃描照明光路組件中的二維成像掃描振鏡工作，照射人眼眼底視網(wǎng)膜并按原光路返回到嵌套式光纖，最終進入探測組件，從而獲得人眼眼底視網(wǎng)膜高分辨率圖像。
【背景技術】
[0002]視網(wǎng)膜顯微成像領域，共焦掃描成像技術是很重要的視網(wǎng)膜成像技術之一。共焦掃描技術最早應用于生物組織成像(Webb RH, Hughes GW.Scanning LaserOphthalmoscope.Biomedical Engineering, IEEE Transactions on.1981, BME-28(7):488-92.)，在 1987 年形成激光共焦掃描成像設備(Webb R, Hughes G, Delori F.Confocalscanning laser ophthalmoscope.Applied optics.1987 ；26 (8):1492-9)。
[0003]專利號為US4863226(1989)的發(fā)明專利提出了激光共焦掃描成像的概念，該專利通過聲光調(diào)制器來實現(xiàn)對樣品的橫向掃描，通過掃描鏡面實現(xiàn)對樣品的縱向掃描即幀掃描，使用針孔來實現(xiàn)共焦成像。但該專利僅僅給出了共焦掃描成像的原理性裝置，其聲光調(diào)制器會帶來較大的色散效應，大幅降低系統(tǒng)的成像分辨率，人眼和系統(tǒng)像差的存在，都會降低系統(tǒng)分辨率，無法實現(xiàn)細胞尺度上的高分辨率成像。專利號為US5825533(1998)的發(fā)明專利通過兩個獨立的掃描振鏡來進行橫向和縱向的同步掃描，以實現(xiàn)共焦掃描成像。但該專利僅通過簡單的二維掃描，同樣受限于系統(tǒng)像差與人眼像差，無法實現(xiàn)高分辨率成像的功能。
[0004]專利號為ZL200810117071.4的發(fā)明專利也提出了共焦成像的基本裝置，但沒有掃描裝置，而是通過點光源單幀成像的原理，實現(xiàn)對樣品的共焦成像。分辨率較低并且無法實現(xiàn)視頻成像。專利號為ZL99115053.8(1999)的發(fā)明專利等，提出了基于自適應光學技術的視網(wǎng)膜成像裝置，但該裝置沒有實現(xiàn)共焦掃描成像，更沒有提出嵌套式光纖輸入輸出的概念。
[0005]專利號為US20020231491、US2003053026A1、US20050125331 和 US2006087617A1 的
專利均通過設置針孔來與后置探測器相結合的方式實現(xiàn)共焦成像。光學調(diào)整上非常困難，系統(tǒng)設計龐大、集成度低。本發(fā)明提出使用嵌套式光纖來輸出激光光源和接收信號光，光源和探測器可以放置于系統(tǒng)光學部件之外，使得系統(tǒng)集成度大幅提高，調(diào)整難度大幅降低。
[0006]綜上所述可知，現(xiàn)有的眼底掃描成像設備存在諸多不足，亟待改進。
[0007]對比國際國內(nèi)在人眼視網(wǎng)膜顯微成像領域的技術成果，本發(fā)明在激光共焦掃描成像的基本原理基礎上，提出一種新的眼底成像系統(tǒng)，應用嵌套式光纖輸出激光光源，通過掃描照明光路組件中的二維成像掃描振鏡工作，照射人眼眼底視網(wǎng)膜并按原光路返回到嵌套式光纖，最終進入探測組件，從而獲得人眼眼底視網(wǎng)膜高分辨率圖像。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的技術解決問題:[0009]1)通過光纖輸入、輸出模塊化設計，解決傳統(tǒng)激光掃描檢眼鏡系統(tǒng)儀器設計龐大、難于調(diào)整的問題。
[0010]2)將輸入輸出光纖嵌套在同一根光纖中，極大的提高系統(tǒng)集成度,保證光學對準的準確性，降低了調(diào)整的難度。
[0011]3)通過二維掃描振鏡掃描人眼眼底并探測返回的信號光，通過圖像重構算法得到高分辨率視網(wǎng)膜視頻圖像。解決了傳統(tǒng)眼底相機只能獲得單張圖像的問題，提高了系統(tǒng)工作效率。
[0012]本發(fā)明的技術解決方案:一種基于嵌套式光纖的眼底成像裝置，其特征在于，所述眼底成像裝置包括光源組件、掃描照明光路組件、探測組件。應用嵌套式光纖輸出激光光源，通過掃描照明光路組件中的二維成像掃描振鏡工作，照射人眼眼底視網(wǎng)膜并按原光路返回到嵌套式光纖，最終進入探測組件，從而獲得人眼眼底視網(wǎng)膜高分辨率圖像。該發(fā)明將激光光源輸出光纖和探測器接收光纖嵌套于同一根光纖，大幅節(jié)省了系統(tǒng)空間，降低了激光器的輸出功率和成本，實現(xiàn)了一種設計緊湊、成像分辨率高、安全性高、控制簡單的眼底成像裝置，大幅改善了傳統(tǒng)眼底成像儀器的系統(tǒng)空間和成像質量。
[0013]本發(fā)明的原理:本發(fā)明的原理以點對點共軛光學成像為基礎，在保證光學共軛關系的前提下，通過兩個方向上的同步掃描來實現(xiàn)對人眼視網(wǎng)膜區(qū)域的面掃描。即在本發(fā)明所述的系統(tǒng)裝置中，光源、二維掃描振鏡組、快速傾斜鏡、像差補償器件以及人眼瞳孔在光學上精確共軛。并通過嵌套式光纖輸出光源激光和輸入探測信號，達到屏蔽雜散光和節(jié)省系統(tǒng)空間的目的，得到高分辨率眼底圖像。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點:
[0015]優(yōu)點1)本發(fā)明采取光纖輸入照明光、光纖輸出人眼返回信號光的設計，解決了傳統(tǒng)非光纖式激光共焦掃面系統(tǒng)設計龐大、系統(tǒng)復雜的問題。
[0016]優(yōu)點2)本發(fā)明通過將輸入輸出光纖嵌套在同一根光纖中，極大的提高系統(tǒng)集成度，保證光學對準的準確性，降低了調(diào)整的難度，屏蔽了雜散光，提高圖像成像質量。
[0017]優(yōu)點3)系統(tǒng)集成度大幅提高，易小型化。傳統(tǒng)共焦掃描顯微鏡探測器通過光學鏡片的方式與系統(tǒng)直接對接，因此儀器調(diào)整比較困難，儀器體積較大。本發(fā)明使用光纖接收人眼視網(wǎng)膜返回信號，通過光纖與探測器耦合，則大幅降低了系統(tǒng)設計的尺寸，易小型化、產(chǎn)品化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提出的眼底成像裝置系統(tǒng)光路結構圖。
[0019]圖2為本發(fā)明提出的嵌套式光纖輸入輸出示意圖。
【具體實施方式】
[0020]根據(jù)說明書附圖1，對如何具體實施本發(fā)明提出的一種眼底成像裝置功能，詳細實施步驟如下:
[0021](1)光源組件之激光光源(1)通過光纖(2)與光纖耦合器(3)相連，并經(jīng)過光纖耦合器(3)輸出照明光，嵌套式光纖(4)之末端置于f禹合透鏡(5)焦點處。嵌套式光纖(4)的內(nèi)徑輸出照明光，經(jīng)過耦合透鏡(5)耦合后輸出，耦合后的平行激光入射到二維成像掃描模塊(6?9)。
[0022](2) 二維成像掃描模塊包含兩個獨立的光學掃描振鏡，振鏡之間通過球面反射鏡(7和8)連接。照明光經(jīng)過橫向掃描振鏡(6)的掃描后變成線掃描光,線掃描光經(jīng)過球面反射鏡(7和8)擴束后被縱向掃描振鏡(9)掃描，形成面照明光。
[0023](3)經(jīng)過縱向掃描振鏡(9)后的面照明光通過平面反射鏡(10)照射在人眼瞳孔
(11)，照明光束入射在人眼瞳孔表面，經(jīng)瞳孔后晶狀體聚焦，進入人眼視網(wǎng)膜(12)。從視網(wǎng)膜漫反射回來的信號光按原光路返回(從12返回到5)。進入嵌套式光纖(4)外徑，如圖2所示。光纖端口與人眼視網(wǎng)膜共焦，信號光通過光纖耦合器(3)和探測光纖(13)后進入探測器(14)。非視網(wǎng)膜返回的噪聲信號將無法進入接收光纖，從而被阻止進入探測器，因此探測器所接收信號光的信噪比很高。本發(fā)明采取光纖接收的方式，實現(xiàn)了共焦成像的效果，同時避免了系統(tǒng)設計的復雜，使得產(chǎn)品更小型化、簡約化。
[0024](4)從人眼視網(wǎng)膜(12)漫反射回來的信號光束沿系統(tǒng)原光路返回，進入探測器
(14)進行信號灰度值測量，結合二維掃描振鏡(6，9)對應的位置信息，完成人眼視網(wǎng)膜圖像的重構。
[0025](5)在本發(fā)明提出的嵌套式光纖耦合器，其工作原理就是利用人眼返回的信號光有一定的彌散性，無法全部進入內(nèi)環(huán)光纖，而內(nèi)環(huán)光纖足夠小，大部分的信號光都在內(nèi)環(huán)光纖之外，能被探測器完全探測，得到人眼圖像的真實信息。
[0026]經(jīng)過上述過程，即可完成本發(fā)明所提出的，通過應用嵌套式光纖，節(jié)省系統(tǒng)空間，屏蔽雜散光，實現(xiàn)對人眼視網(wǎng)膜的高分辨率視頻成像。
[0027]需要說明的是，盡管本發(fā)明的較佳實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種眼底成像裝置，其特征在于:所述成像裝置包括光源組件、掃描照明光路組件和探測器組件，三個組件之間通過嵌套式光纖耦合器連接，由光源組件發(fā)射的照明光通過光纖耦合器進入掃描照明光路組件，并最終進入人眼，從人眼眼底視網(wǎng)膜漫反射回來的信號光沿原光路返回，經(jīng)光纖耦合器進入探測器組件進行信號檢測。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種眼底成像裝置，其特征在于:所述光源組件由半導體激光器和光纖組成，激光器產(chǎn)生近紅外光并通過光纖進入光纖耦合器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種眼底成像裝置，其特征在于:所述掃描照明光路組件包含一個準直鏡，通過準直鏡將光束準直成平行光束。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種眼底成像裝置，其特征在于:所述掃描照明光路組件包含一個橫向掃描振鏡和一個縱向掃描振鏡，通過橫向和縱向掃描振鏡的同步掃描，完成對人眼視網(wǎng)膜的面掃描。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種眼底成像裝置，其特征在于:所述探測器組件由探測器和光纖組成，探測器采用光電倍增管。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種眼底成像裝置，其特征在于:所述嵌套式光纖耦合器為Y型光纖，將光源組件光纖和探測器組件光纖合成一束光纖，合成光纖是嵌套式的同心光纖，即光源組件光纖在內(nèi)芯，探測器組件在外芯。
【文檔編號】A61B3/14GK203483396SQ201320166917
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年4月7日 優(yōu)先權日:2013年4月7日
【發(fā)明者】張銳進, 李超宏 申請人:蘇州微清醫(yī)療器械有限公司