一種多彩線掃描眼底成像裝置及多彩眼底圖像合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種多彩線掃描眼底成像裝置,包括:線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元;線光束生成單元發(fā)出的單色線光束,經(jīng)光束傳遞單元反射至掃描單元,然后通過透鏡組后到達(dá)人眼眼底;掃描單元使線光束掃描眼底,經(jīng)眼底散射后,返回的單色線光束攜帶眼底信息,由透鏡組返回至掃描單元,經(jīng)光束傳遞單元入射至第一透鏡,最后在成像單元上成像,得到線掃描眼底圖。本發(fā)明還公布了一種將該裝置掃描人眼獲得的多張圖像合成為一張多彩眼底圖像的方法。利用本發(fā)明所示的裝置掃描人眼,避免了光強(qiáng)過強(qiáng)導(dǎo)致的瞳孔收縮,減弱光強(qiáng)過強(qiáng)對人眼眼底的傷害,提高眼底成像質(zhì)量;通過合成的多彩眼底圖,有利于眼底病癥的檢查。
【專利說明】
一種多彩線掃描眼底成像裝置及多彩眼底圖像合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到眼科成像設(shè)備領(lǐng)域,尤其是涉及到利用多種單色線光束掃描人眼,得到若干張線掃描眼底圖像,以及將該若干張線掃描圖像拼接成一張多彩眼底圖像的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前眼科設(shè)備中能用于眼底白光成像的就眼底相機(jī),但眼底相機(jī)存在成像清晰度不足等缺陷,不利于細(xì)微病癥的診斷。而線掃描成像系統(tǒng)具有較高的成像分辨率、成像對比度及成像質(zhì)量。但是目前的線掃描成像系統(tǒng)的光源通常采用近紅外光源,相比于眼底相機(jī)中的白光光源,其所成的灰度圖不利于某些能通過反光顏色區(qū)分病癥區(qū)域的患者的眼底檢查。因此,眼底相機(jī)和線掃描成像系統(tǒng)各自具有自己的優(yōu)缺點(diǎn),不能滿足患者眼部檢測的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中眼底相機(jī)和線掃描成像系統(tǒng)各自的缺點(diǎn),設(shè)計了一種多彩線掃描眼底成像裝置;本發(fā)明還公布了一種利用該裝置掃描人眼得到j(luò)+m-1張mXk個像素的圖像,并將該j+m-1張mXk個像素的圖像拼接成一張j Xk個像素的多彩眼底圖像的方法。
[0004]本發(fā)明公布的一種多彩線掃描眼底成像裝置,包括:線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元;
[0005]所述線光束生成單元發(fā)出m條不同的單色線光束,m條不同的所述單色線光束被所述光束傳遞單元反射至所述掃描單元,經(jīng)所述掃描單元反射至所述透鏡組,由所述透鏡組透射至人眼眼底;所述掃描單元使m條不同的所述單色線光束依次掃描眼底,經(jīng)眼底散射后,返回的m條不同的所述單色線光束攜帶眼底信息,由所述透鏡組返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射,經(jīng)過所述光束傳遞單元入射至所述第一透鏡,在所述成像單元上成像,得到η張、每張均包含mXk個像素的圖像;其中m多2,k表示每一行像素的像素個數(shù)。
[0006]進(jìn)一步地:所述光束傳遞單元為反射鏡或者二向色鏡;當(dāng)所述光束傳遞單元為反射鏡時,所述反射鏡的反射面小于所述第一透鏡的通光口徑,返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射的所述單色線光束除一小部分被所述反射鏡遮擋外,其余大部分經(jīng)過所述反射鏡的外圍區(qū)域入射至所述第一透鏡;當(dāng)所述光束傳遞單元為二向色鏡時,返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射的所述單色線光束,部分由所述二向色鏡透射至所述第一透鏡。
[0007]進(jìn)一步地:所述線光束生成單元包括:m種不同的單色點(diǎn)光源、第二透鏡和柱透鏡;m種不同的所述單色點(diǎn)光源發(fā)出的m條單色光束依次穿過所述第二透鏡和所述柱透鏡后,形成m條不同的所述單色線光束。
[0008]進(jìn)一步地:m條不同的所述單色線光束經(jīng)過所述傳遞單元、所述掃描單元和所述透鏡組后入射到眼底Er,在眼底Er上形成m條細(xì)亮線ErAm;所述m條細(xì)亮線ErAm經(jīng)掃描單元掃描眼底后攜帶眼底信息,經(jīng)眼底散射由所述透鏡組返回至所述掃描單元,經(jīng)過所述光束傳遞單元和所述第一透鏡在所述成像單元上形成m條細(xì)亮線像ErAm’ ;其中,每一細(xì)亮線像至少對應(yīng)所述成像單元上的一行像素,每一細(xì)亮線像和對應(yīng)的細(xì)亮線共軛;所述成像單元包含不少于m Xk個像素。
[0009]進(jìn)一步地:所述掃描單元掃描眼底時,掃描單元從第一轉(zhuǎn)角到最大轉(zhuǎn)動位置之間依次轉(zhuǎn)動η個角度;所述m條細(xì)亮線Er Am作為整體在眼底依次平移η個部位,經(jīng)所述成像單元成像,得到η張、每張均包含m X k個像素的圖像。
[0010]進(jìn)一步地:所述m條細(xì)亮線ErAm作為整體在眼底依次平移η個部位,經(jīng)所述成像單元分別成像,得到η張、每張均包含mXk個像素的圖像,具體步驟如下:
[0011 ]當(dāng)所述掃描單元處于第一轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAdi于眼底的一側(cè);所述成像單元采集第一張m X k個像素的圖像;
[0012]當(dāng)所述掃描單元經(jīng)轉(zhuǎn)動處于第二轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAm在眼底的一側(cè)整體平移一定距離,所述成像單元采集第二張m X k個像素的圖像;其中,在所述掃描單元處于第二轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAm中的任意第b條細(xì)亮線ErAb和所述掃描單元處于所述第一轉(zhuǎn)角時第b+Ι條細(xì)亮線ErAb+出描的眼底位置重合;I彡b彡m-Ι,且b為變量;
[0013]所述掃描單元繼續(xù)轉(zhuǎn)動并到達(dá)最大轉(zhuǎn)角,所述m條細(xì)亮線ErAm在眼底上整體依次共平移η個位置,所述成像單元共采集η張、每張包含m X k個像素的圖像;其中,在所述成像單元采集任意一張mXk個圖像時,所述任意第b條細(xì)亮線ErAb和裝置采集前一張圖像時所述第b+Ι條細(xì)亮線ErAb+d3描的眼底位置重合。
[0014]進(jìn)一步地:所述成像單元為面陣成像單元。
[0015]進(jìn)一步地:所述m條細(xì)亮線ErAm作為整體在眼底依次平移η個部位,是指:所述m條不同的單色線光束在眼底上按照從上到下,或者從下到上,或者從左到右,或者從右到左的順序平移η個位置。
[0016]進(jìn)一步地:所述成像單元為線陣成像單元,包括:m_l個分光鏡和m個線陣成像單元;所述m-Ι個分光鏡將從所述第一透鏡接收到的m條細(xì)亮線Er Am透射或反射在m個線陣成像單元上,得到m條細(xì)亮線像ErAm’ ;其中,每一個線陣成像單元上只有一條細(xì)亮線像ErAm’ ;所述一張包含mXk個像素的圖像由m組、每組均為I Xk像素的圖像按在眼底上的掃描位置組成。
[0017]進(jìn)一步地:所述m個線陣成像單元同時為線陣CCD相機(jī)或者同時為線陣CMOS相機(jī),或者同時為線陣CCD相機(jī)與線陣CMOS相機(jī)的組合。
[0018]進(jìn)一步地:所述透鏡組包括第三透鏡和接目物鏡,所述第三透鏡靠近所述掃描單元設(shè)置。
[0019]本發(fā)明還公布了一種多彩眼底圖像的合成方法,包括如下步驟:
[0020]利用多彩線掃描眼底成像裝置掃描眼底,得到j(luò)+m-1張、每張均包含mXk像素的圖像;
[0021]將所述j+m-1張、每張均包含mXk像素的圖像合成為一張jXk個像素的多彩眼底圖像;
[0022]其中,m彡2,j為所述多彩眼底圖像的像素行數(shù)。
[0023]進(jìn)一步地:將所述j+m-1張mXk個像素的圖像合成為一張jXk個像素的多彩眼底圖像,具體步驟如下:
[0024]求出所述jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q(1彡Q彡j)行像素值;
[0025]以和求第Q行像素值同樣的方法求出多彩眼底圖像的其余j-Ι行像素值;
[0026]將j行像素值依次拼接成一張所述jXk個像素的多彩眼底圖像。
[0027]進(jìn)一步地:求出jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值是通過:將所述j+m-1張mXk個像素的圖像中第Q張至第Q+m-1張共m張圖像中,各選取每張相應(yīng)的一行像素進(jìn)行合成得到的;
[0028]其中,KQSj,所述每張相應(yīng)的一行像素是指:第Q張mXk個像素的圖像選取第m行像素,第Q張以后依次遞增的每張mXk個像素的圖像選取的像素行數(shù)在第m行的基礎(chǔ)上分別依次遞減一行,直到第Q+m-1張mXk個像素的圖像選取第一行像素。
[0029]進(jìn)一步地:求出jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值,包括如下步驟:
[0030]定義第Q張mXk個像素的圖像中第m行像素為ErFQ;
[0031]定義第Q+1張至第Q+m-1張mXk個像素的圖像的所述相應(yīng)的行像素為ErFD,其中Q+l^D^Q+m-1,0為變量且其值和圖像張數(shù)的序號相同;
[0032]求出所述jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M(1彡M彡k)個像素值XSm;
[0033]用和求像素值XSm同樣的方法求出所述jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的其余剩下的k-Ι個像素值;
[0034]將k個像素值依次組合得到所述jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值。
[0035]進(jìn)一步地:求出所述jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M(1彡M彡k)個像素值XSM,包括如下步驟:
[0036]定義第Q張mXk個像素的圖像的第Q行像素ErFQ的第M(1彡M彡k)個像素值XS(Q,Μ),定義第Q+1張至第Q+m-1張mXk個像素的圖像的所述相應(yīng)的行像素ErFD的各自第M個像素值定義為像素XS(D,M);
[0037]所述多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M個像素值XSm滿足:像素值XSm=(XS(Q,M)/Pm,XS(D,M)/Pw);
[0038]其中,XS(D,M)/pw的數(shù)值個數(shù)和D的取值個數(shù)對應(yīng);Pm表示第m線光束依次經(jīng)過如權(quán)利要求I所述的線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pw表示第w單色線光束由依次經(jīng)過如權(quán)利要求1所述的線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;KwSm-1 ο
[0039]本發(fā)明的有益效果:(I)、由于在眼底Er上的m條細(xì)亮線ErAm之間存在一定空間間隔,使得全部單色線光束沒有全部匯聚于一處,因此本裝置能有效減弱光強(qiáng)過強(qiáng)對眼底的傷害,并能適當(dāng)提高光源功率,從而提高眼底成像質(zhì)量;另外,本裝置采用m種不同的單色線光束而不是采用單個白光光源照亮眼底,能避免光強(qiáng)過強(qiáng)導(dǎo)致瞳孔收縮,影響成像范圍的問題;(2)、為了將j+m-1張mXk個像素的圖像拼接成一張j Xk個的多彩線掃描眼底圖像,本裝置的掃描單元需轉(zhuǎn)動j+m-1次,采集j+m-1張mXk個像素的圖像,比利用發(fā)光光源為近紅外光源的線掃描成像系統(tǒng)多采集m-Ι次,所以該多彩線掃描成像系統(tǒng)成像速度快,采集時間短,避免了人眼抖動的影響,但相比傳統(tǒng)紅外線掃描成像系統(tǒng)只增加m-1次采集次數(shù);(3)、將j+m-1張mXk個像素的圖像合成為一張j Xk個像素的多彩眼底圖像,通過該方法得到的多彩眼底圖像,有利于眼底病癥的檢查。
【附圖說明】
[0040]圖1為現(xiàn)有線掃描眼底成像系統(tǒng)方案示意圖;
[0041]圖2為線光束生成單元1C生成第一線光束和第二線光束、且成像單元為面陣成像單元1092時線掃描眼底成像系統(tǒng)的光路圖;
[0042]圖3為圖2中的面陣成像單元1092被替換為線陣成像單元1091時的光路圖;
[0043]圖4為利用圖2所示的線掃描眼底成像系統(tǒng)掃描人眼,得到η張、每張包含2Xk個像素的圖像;
[0044]圖5為第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2掃描眼底時的示意圖;
[0045]圖6為將j+m-1張mX k個像素的圖像拼接成一張j X k個像素的多彩眼底圖像的總步驟圖。
[0046]圖7為當(dāng)m=2時,將j+Ι張2Xk個像素的圖像拼接成一張j Xk個像素的多彩眼底圖的不意圖;
[0047]圖8為當(dāng)m= 3時,將j+2張3 X k個像素的圖像拼接成一張j X k個像素的多彩眼底圖的示意圖。
[0048]圖中,各序號及對應(yīng)的名稱分別為:
[0049]10A、線光束生成單元;
[0050]101、點(diǎn)光源;
[0051]102、第二透鏡;
[0052]103、柱透鏡;
[0053]104、光束傳遞單元;
[0054]105、掃描單元;
[0055]1B、透鏡組;
[0056]106、第三透鏡;
[0057]107、接目物鏡;
[0058]108、第一透鏡;
[0059]109、成像單元;
[0060]1091、線陣成像單元;
[0061 ]1091A、第一線陣成像單元;
[0062]1091B、第二線陣成像單元;
[0063]1092、面陣成像單元;
[0064]1010、分光鏡;
[0065]11、光軸;
[0066]E、人眼;
[0067]Er、人眼眼底;
[0068]ErC、細(xì)亮線;
[0069]ErC’、成像單元109上細(xì)亮線的像;
[0070]10C、線光束生成單元;
[0071]101A、第一單色點(diǎn)光源;
[0072]101B、第二單色點(diǎn)光源;
[0073]ErA1、第一細(xì)亮線;
[0074]ErA2、第二細(xì)亮線;
[0075]ErA3、第三細(xì)亮線;
[0076]ErA1’、第一細(xì)亮線ErA1的像;
[0077]ErA2’、第二細(xì)亮線ErA2的像;
[0078]ErA3’、第三細(xì)亮線ErA3的像;
【具體實(shí)施方式】
[0079]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
[0080]參考圖1,圖1為現(xiàn)有的多彩線掃描眼底成像裝置,包括:線光束生成單元10A、光束傳遞單元104、掃描單元105、透鏡組10B、第一透鏡108和成像單元109。其中,照明眼底的光束的傳播路徑如下:線光束生成單元1A生成的線光束,打在光束傳遞單元104上,光束傳遞單元104將接收到的線光束全部反射至掃描單元105,線光束經(jīng)過掃描單元105反射至透鏡組1B,到達(dá)人眼E,最后會聚于人眼眼底Er ο掃描單元105使線光束掃描眼底,經(jīng)過眼底散射后,返回的線光束攜帶眼底信息,經(jīng)透鏡組1B透射至掃描單元105,掃描單元105將攜帶有眼底信息的線光束反射,形成反射光束。反射光束穿過光束傳遞單元104,然后入射至第一透鏡108,最后在成像單元109上成像,經(jīng)本裝置處理得到被測人眼的眼底圖。
[0081]作為具體的實(shí)施例,光束傳遞單元104優(yōu)選為反射鏡或者二向色鏡。當(dāng)光束傳遞單元104為反射鏡時,線光束生成單元1A生成的線光束入射到反射鏡,經(jīng)反射鏡全部反射至掃描單元105,然后由掃描單元105反射至透鏡組10B,最后經(jīng)透鏡組1B聚焦,形成入射光匯聚于人眼眼底Er。由于入射光在眼底Er上發(fā)生了漫反射,所以經(jīng)眼底Er散射后返回的光束的直徑比入射至眼底Er上的入射光的線光束直徑大。返回的線光束經(jīng)透鏡組1B匯聚后入射在掃描單元105上,經(jīng)掃描單元105反射,由于從眼底返回的線光束的直徑比入射至眼底的線光束直徑大,除一小部分被反射鏡遮擋外,其余大部分光束經(jīng)過反射鏡外圍區(qū)域入射至第一透鏡108,最后在成像單元109上成像,得到被測人眼的眼底圖。當(dāng)光束傳遞單元104為二向色鏡時,二向色鏡將來自線光束生成單元1A生成的線光束部分反射至掃描單元105;將由眼底Er散射后依次經(jīng)透鏡組1B和掃描單元105返回的攜帶有眼底信息的線光束部分經(jīng)二向色鏡透射至第一透鏡108,最后在成像單元109上成像,得到被測人眼的眼底圖。
[0082]進(jìn)一步地,線光束生成單元1A應(yīng)理解為能夠生成線光束的裝置或者它本身發(fā)出的就是線光束。因此,線光束生成單元1A可以是線光束,也可以是點(diǎn)光源經(jīng)過光學(xué)元件處理后變成線光束的光學(xué)裝置。
[0083]作為其中一個實(shí)施例,在本文中,線光束生成單元1A包括點(diǎn)光源101、第二透鏡102以及柱透鏡103。點(diǎn)光源101發(fā)出的光經(jīng)過第二透鏡102和柱透鏡103后,變?yōu)榫€光束。這樣,入射到光束傳遞單元104上的入射光就成為線光束了。當(dāng)然,正如前面所說,線光束生成單元1A也可以不包含其他光學(xué)元件,即不包括第二透鏡102和柱透鏡103,在這種情況下,101就是線光源而不再是點(diǎn)光源了。
[0084]由線光束生成單元1A生成的線光束經(jīng)過光束傳遞單元104反射到掃描單元105后,最后再經(jīng)掃描單元105反射至透鏡組10B,匯聚于眼底Er時,變?yōu)橐粭l細(xì)亮線ErC。該細(xì)亮線ErC通過透鏡組105B透射至掃描單元105,經(jīng)掃描單元105反射,最后在成像單元109上顯示出細(xì)亮線像ErC’。在圖1中,細(xì)亮線ErC垂直于紙面,成像單元109上顯示的細(xì)亮線像ErC’亦垂直于紙面,因此在圖1中細(xì)亮線ErC和細(xì)亮線像ErC’均顯示為垂直于紙面的一個點(diǎn)。
[0085]經(jīng)掃描單元105的掃描,圖1中的細(xì)亮線ErC在眼底向下平動,相當(dāng)于圖5中第一細(xì)亮線ErA1S者第二細(xì)亮線ErA2在眼底上向下平動。當(dāng)細(xì)亮線ErC在眼底向下平動的過程中,成像單元109便對眼底不同部位成像。圖1中,掃描單元105在掃描過程中不斷的轉(zhuǎn)動,每轉(zhuǎn)動一次,細(xì)亮線ErC在眼底上就向下平移一次。因此,當(dāng)掃描單元105轉(zhuǎn)動η次,細(xì)亮線ErC在眼底Er上就會向下平移η個部位,成像單元109對眼底的每一個部位分別成像,最終得到η條線掃描圖像。將這η條線掃描圖像,拼成一張完成的眼底線掃描圖像,這便是線掃描眼底成像系統(tǒng)的原理。
[0086]由于線光束是由近紅外光源經(jīng)線光束生成單元1A處理得到的,因此,與白光光源相比,其所成的成灰度圖不利于某些能通過反光顏色區(qū)分病癥區(qū)域的患者的眼底檢查。為了克服這一缺陷,需要將圖1中現(xiàn)有的多彩線掃描眼底成像裝置中的線光束生成單元1A進(jìn)行改進(jìn),以得到不同的單色線光束。當(dāng)不同的單色線光束照射患者眼底時,由于人眼組織對不同的單色光的吸收能力不同,就能得到通過反光顏色區(qū)分出的患者病癥區(qū)域的眼底圖。根據(jù)這一思路,將圖1中的線光束生成單元1A變?yōu)閳D2中的線光束生成單元10C。而成像單元109根據(jù)需要,設(shè)計成兩種實(shí)施例,第一種是圖2中的面陣成像單元1092,第二種是圖3中線陣成像單元1091。
[0087]由于白光可由多種單色光合成,最簡單的就是由兩種不同顏色的單色光合成。因此,本專利申請重點(diǎn)介紹通過改進(jìn)的多彩線掃描眼底成像裝置,示例性用兩種不同顏色的單色線光束掃描人眼得到的η張2 Xk個像素的圖像的技術(shù)方案。
[0088]將兩種不同顏色的單色線光束分別命名為第一線光束和第二線光束,圖1中的單個點(diǎn)光源101更換為圖2所示的并排的兩色點(diǎn)光源代替。這兩色點(diǎn)光源分別是:第一單色點(diǎn)光源1lA和第二單色點(diǎn)光源101Β。圖2中,第一單色點(diǎn)光源1lA和第二單色點(diǎn)光源1lB關(guān)于主光軸11對稱。當(dāng)?shù)谝粏紊c(diǎn)光源101Α、第二單色點(diǎn)光源1lB發(fā)出的單色光束經(jīng)過第二透鏡102和柱透鏡103后,分別形成第一線光束和第二線光束。當(dāng)然,線光束生成單元1C中也可以不包括第二透鏡102和柱透鏡103,在這種情況下,各點(diǎn)光源均改為線光源,則通過線光束生成單元1C直接得到的就是第一線光束和第二線光束。
[0089]參考圖2,當(dāng)?shù)谝痪€光束和第二線光束被光束傳遞單元104全反射至掃描單元105,若此時掃描單元105處于實(shí)線2a所示的第一轉(zhuǎn)角,則第一線光束和第二線光束通過透鏡組1B在人眼E的眼底Er形成兩條細(xì)亮線:第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2,具體見圖5。第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2均垂直于紙面,即在圖2中分別顯示為兩個圓點(diǎn)ErAjPErA2,這兩個圓點(diǎn)就是圖5中的兩條細(xì)亮線順時針朝向讀者轉(zhuǎn)動90°后在紙面上的投影。兩個圓點(diǎn)ErAjPEr A2關(guān)于主光軸11對稱。第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2掃描眼底,經(jīng)眼底散射后,返回時攜帶眼底信息,由透鏡組1B透射后返回至掃描單元105,由于光的傳播速度非???,可以理解為此時掃描單元105還處于實(shí)線所示的第一轉(zhuǎn)角。此時,掃描單元105分兩種情況將返回的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2傳遞至成像單元109:第一種情況,當(dāng)光束傳遞單元104為反射鏡(反射鏡的反射面小于第一透鏡108的通光口徑)時,第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2經(jīng)掃描單元105反射至反射鏡,部分光束被光束反射鏡擋住,不能入射到第一透鏡108上,但經(jīng)過反射鏡外圍的光束能入射到第一透鏡108,最后兩條細(xì)亮線在面陣成像單元1092上成像,即圖2中的第一細(xì)亮線像ErA1,和第二細(xì)亮線像ErA2,;第二種情況,當(dāng)光束傳遞單元104為二向色鏡時,由掃描單元105返回的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2入射至光束傳遞單元104時,部分被光束傳遞單元104透射后再經(jīng)第一透鏡108后在成像單元109上成像,即圖2中的第一細(xì)亮線像ErA1 ’和第二細(xì)亮線像ErA2 ’。在這兩種情況下,由于第一單色點(diǎn)光源1lA和第二單色點(diǎn)光源1lB均偏離了主光軸11,所以第一細(xì)亮線像ErA1’和第二細(xì)亮線像ErA2’也偏離了主光軸11。需要說明的是,在前面所說的兩種情況下,第一細(xì)亮線ErA1和它在面陣成像單元1092上成的第一細(xì)亮線像ErA1’保持共軛,第二細(xì)亮線ErA2和它在面陣成像單元1092上成的第二細(xì)亮線像ErA2 ’保持共軛。
[0090]請參考圖2,面陣成像單元1092有mXk個像素,前面所說的每條細(xì)亮線成的像,如第一細(xì)亮線像Er A1’或者第二細(xì)亮線像ErA2 ’在面陣成像單元1092上至少對應(yīng)一行像素,所以第一細(xì)亮線像ErA1,和第二細(xì)亮線像ErA2,至少對應(yīng)2行像素,即當(dāng)采用兩種單色線光束時,m>2??梢岳斫獾氖牵琺的取值和選取的單色線光束的數(shù)目相對應(yīng),若選用3種單色線光束,則m彡3;選用4種單色線光束,m彡4。
[0091]參考圖2,當(dāng)圖2中的掃描單元105位于實(shí)線所示的第一轉(zhuǎn)角2a時,圖5中的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2位于人眼最上面的位置,此時面陣成像單元1092采集如圖4所示的第一張2 X k個像素的圖像;
[0092]當(dāng)圖2中的掃描單元105由實(shí)線所示的第一轉(zhuǎn)角2a經(jīng)逆時針旋轉(zhuǎn),處于第二轉(zhuǎn)角2b(需要說明的是,掃描單元105可以在轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)最先由第一轉(zhuǎn)角2a逆時針轉(zhuǎn)到最大位置,然后由最大位置順時針轉(zhuǎn)回到第一轉(zhuǎn)角2a)時,則圖5中的兩條細(xì)亮線在眼底Er上的掃描位置會整體下移一定距離,但它們彼此之間的距離保持不變。此時,面陣成像單元1092采集如圖4所示的第二張2Xk個像素的圖像。在圖4中,第二張2Xk個像素的圖像中的位于上端的第一細(xì)亮線ErAdt應(yīng)的虛線和第一張圖像中位于第一細(xì)亮線ErA1下端的第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的虛線重合,這表明了:掃描單元105處于第二轉(zhuǎn)角2b,裝置采集第二張2Xk個像素的圖像時,位于眼底上端的第一細(xì)亮線ErA1在眼底Er上的掃描位置和裝置在采集第一張2Xk個像素的圖像時位于下端的第二細(xì)亮線ErA2在眼底Er上的掃描位置重合。同樣的,在采集第二張2Xk個像素的圖像中,第一細(xì)亮線ErA1、第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素自上而下的順序也沒有變化,這表明了圖5中在眼底Er上的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2雖然整體下移了一定距離,但彼此之間的相對位置沒有發(fā)生改變。
[0093]當(dāng)圖2中的掃描單元105繼續(xù)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,處于第三轉(zhuǎn)角2c時,面陣成像單元1092采集如圖4所示的第三張2Xk個像素的圖像。同樣的,第三張2Xk個像素的圖像中第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的掃描位置和第二張2 Xk個像素的圖像中第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的掃描位置重合。同樣的,在第三張2 Xk個像素的圖像中,第一細(xì)亮線ErA1、第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素自上而下的順序也沒有變化,這也說明了在眼底Er上的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2相對于采集第二張2Xk個像素的圖像時雖然整體下移了一定距離,但彼此之間的相對位置沒有發(fā)生改變。
[0094]參考圖2和圖4:圖2中,掃描單元105繼續(xù)沿逆時針方向轉(zhuǎn)至第η轉(zhuǎn)角,即處于最大轉(zhuǎn)動位置2s處,本裝置采集最后一張,即圖4中第η張2Xk個像素的圖像。此時,圖5中眼底Er上的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2整體下移到人眼最下邊的位置。和采集前一張,即第η-l張2 X k個像素的圖像相比,采集最后一張2 X k個像素時,第一細(xì)亮線ErA1在眼底Er上的掃描位置與采集倒數(shù)第二張,即第η-l張2Xk個像素時第二細(xì)亮線ErA2在眼底Er上的掃描位置重合。在第η張2Xk個像素的圖像中,第一細(xì)亮線ErA1、第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素自上而下的順序也沒有變化,這也說明了在眼底Er上的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2相對于采集第η-l張2Xk個像素的圖像時雖然整體下移了一定距離,但彼此之間的相對距離沒有發(fā)生改變。應(yīng)當(dāng)理解,當(dāng)采集了 η張2Xk個像素的圖像中的任意一張,準(zhǔn)備采集所述任意一張的后面一張圖像時,采集后面一張圖像時在眼底Er上的第一細(xì)亮線ErA1和采集前一張的第二細(xì)亮線ErA2的掃描眼底位置重合。
[0095]參考圖4,從圖4中的第一張、第二張和第三張的每張均包含有2Xk個像素的圖像可以知道,第一張的第二細(xì)亮線ErA2所對應(yīng)的眼底位置被第二張的第一細(xì)亮線ErA1重復(fù)掃描一次,第二張的第二細(xì)亮線ErA2所對應(yīng)的眼底位置被第三張的第一細(xì)亮線ErA1重復(fù)掃描了一次。但是第一張的第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的眼底位置只被掃描了一次。這就說明,為了實(shí)現(xiàn)將眼底的某一位置分別被第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2都掃描到,則還需要再增加I次掃描,即掃描單元105需要多轉(zhuǎn)動I次才能實(shí)現(xiàn)第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2都能掃描到眼底Er的某一位置的目的。因此,可以推斷:為得到一張j Xk個像素的多彩線掃描眼底像,掃描單元1 5需轉(zhuǎn)j +m-1次,即采集j +m-1張m X k個像素的圖像,這比近紅外光源的線掃描成像系統(tǒng)多采集m-Ι次。故該多彩線掃描成像系統(tǒng)成像速度快,但相比傳統(tǒng)紅外成像只增加很少量次數(shù)。此處的m應(yīng)理解為不同單色光在眼底上形成的細(xì)亮線條數(shù),例如實(shí)施例中所列舉的2條。當(dāng)m取2時,為了得到一張j Xk個像素的多彩線掃描眼底圖像,則掃描單元105需要轉(zhuǎn)動j+Ι次。其中,m表示一張mXk個像素的圖像共有m行像素,k表示每一行像素的像素個數(shù)。j表示最后拼接成的多彩線掃描眼底圖像的像素行數(shù)。在圖5中,由于眼底Er中第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2存在一定空間間隔,使得全部單色線光束沒全部匯聚于一處,能有效減弱全部線光束入射到人眼同一位置產(chǎn)生的光強(qiáng)過強(qiáng)對人眼眼底造成的傷害;并能通過適當(dāng)提高光源功率,從而提高眼底成像質(zhì)量;同時,由于第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2在眼底上間隔了一定距離,亦避免光強(qiáng)過強(qiáng)導(dǎo)致瞳孔收縮,影響成像范圍的問題。
[0096]綜上所述,當(dāng)利用兩種單色線光束掃描眼底時,可以得到如圖4所示的η張2 Xk個像素的圖像。
[0097]進(jìn)一步地,參考圖2和圖3,前面所述透鏡組1B包括第三透鏡106和接目物鏡107。由圖2和圖3可以知道,第三透鏡106靠近掃描單元105設(shè)置,接目物鏡107靠近人眼E設(shè)置。第三透鏡106接收來自掃描單元105的掃描光束,并將掃描光束透射至接目物鏡107,掃描光束最后到達(dá)人眼。
[0098]進(jìn)一步地,掃描單元105優(yōu)先選擇為振鏡或者M(jìn)EMS等掃描機(jī)構(gòu)。
[0099]前面提到的成像單元109除了圖2中所示的面陣成像單元1092外,也可以為圖3所示的線陣成像單元1091。圖3中,線陣成像單元1091包括:分光鏡1010、第一線陣成像單元1091A和第二線陣成像單元1091B。其中,分光鏡1010將從第一透鏡108接收到的第二細(xì)亮線ErA2反射至第二線陣成像單元1091B,第二細(xì)亮線ErA2在第二線陣成像單元1091B形成第二細(xì)亮線像ErA2’,并且第二線陣成像單元1091B和位于眼底上的第二細(xì)亮線ErA2共軛。分光鏡1010還將從第一透鏡108接收到的第一細(xì)亮線ErA1透射至第一成像單元1091A,第一細(xì)亮線ErAi在第一成像單元1091A上形成第一細(xì)亮線像ErAi ’,第一線陣成像單元1091A和位于眼底上的第一細(xì)亮線ErAi共軛。圖3所示的線陣成像單元1091所包含的光學(xué)元件只是針對m = 2(即兩束單色線光束)的情況,若m=3,則線陣成像單元1091包括2個分光鏡,3個線陣成像單元。由此,可以得出如下結(jié)論:當(dāng)單色線光束為m時,線陣成像單元1091包括m-Ι個分光鏡,m個線陣成像單元。
[0?00]同樣的,當(dāng)成像單元109為線陣成像單元1091時,眼底上的每一條細(xì)亮線和與之在線陣成像單元1091上對應(yīng)的像也互相平行且均垂直于紙面,具體而言:第一細(xì)亮線ErAjP第一細(xì)亮線像ErA1,平行且均垂直于紙面;第二細(xì)亮線ErA2和第二細(xì)亮線像ErA2,平行且均垂直于紙面。
[0101]在本文中,線陣成像單元1091優(yōu)選為線陣CCD相機(jī),或者線陣CMOS相機(jī),或者為線陣CCD相機(jī)和線陣CMOS相機(jī)的結(jié)合。
[0102]通過本發(fā)明所公布的多彩線掃描眼底成像裝置,可以得到若干張2Xk個像素的圖像。
[0103]需要說明的是,圖5中的第一細(xì)亮線ErA1和第二細(xì)亮線ErA2在眼底上自上而下的掃描眼底僅僅是示例性的,事實(shí)上,第一細(xì)亮線Er A1和第二細(xì)亮線Er A2在從下往上掃描眼底,也可以從左往右掃描眼底,還可以從右往左掃描眼底。此外,在本專利申請中,細(xì)亮線的條數(shù)示例性的選擇為2條,其條數(shù)也可以為3條、4條、5條或者更多。為方便歸納和描述,將細(xì)亮線的條數(shù)定義為m,m多2,將任意一條細(xì)亮線定義為ErAm,如第一細(xì)亮線定義為ErA1,第二細(xì)亮線定義為ErA2,第三細(xì)亮線定義為ErA3,與之對應(yīng)的細(xì)亮線像分別定義為第一細(xì)亮線像ErAi,、第二細(xì)亮線像ErA2,、第三細(xì)亮線像ErA3,。若細(xì)亮線的條數(shù)為3條,即m = 3,則可以理解的是,圖2中的單色點(diǎn)光源將為:第一單色點(diǎn)光源101A、第二單色點(diǎn)光源1lB和第三單色點(diǎn)光源(未圖示),在圖4中的細(xì)亮線將包括:第一細(xì)亮線定義ErA1、第二細(xì)亮線定義ErA2和第三細(xì)亮線定義Er A3(見圖8)。
[0104]前文描述I彡b彡m-Ι。當(dāng)b為I,m= 2時,則采集的圖像為圖4所示的η張、每張包括2Xk個像素的圖像,此時,第二張圖像的第一細(xì)亮線ErA1和第一張圖像的第二細(xì)亮線ErA2掃描眼底位置重合,第三張中第一細(xì)亮線ErAjP第二張中第二細(xì)亮線Er A2掃描眼底位置重合。參考圖8,當(dāng)b取I和2,m取3時,在得到的j+m-1張3Xk個像素的圖像中,第二張圖像的第一細(xì)亮線ErA1和第一張圖像的第二細(xì)亮線ErA2掃描眼底位置重合,第二張圖像的第二細(xì)亮線ErA2和第一張圖像的第三細(xì)亮線ErA3掃描眼底位置重合;第三張的第一細(xì)亮線ErA1和第二張的第二細(xì)亮線ErA2掃描眼底位置重合,第三張的第二細(xì)亮線ErA2和第二張的第三細(xì)亮線ErA3掃描眼底位置重合;第三張的第一細(xì)亮線ErA1、第二張的第二細(xì)亮線ErA2和第一張圖像的第三細(xì)亮線Er A3掃描眼底位置重合。
[0105]由此,可以得到以下結(jié)論:在利用本裝置采集任意一張mXk個像素的圖像時,任意第b條細(xì)亮線ErAb和采集前一張圖像時第b+Ι條細(xì)亮線ErAb+1掃描的眼底位置重合。其中,I彡b彡m-Ι,且b為變量。
[0106]需要說明的是,圖4中的η和圖7中j+1,圖8中的j+2表達(dá)的是同一個意思,S卩n= j+m-1 ο
[0107]參考圖6,本發(fā)明還公布了一種將多彩線掃描眼底成像裝置掃描眼底得到的j+m-1張mXk個像素的圖像拼成一幅j Xk個像素的多彩眼底圖像的方法,包括如下步驟:
[0108]S1:利用多彩線掃描眼底成像裝置掃描人眼,得到j(luò)+m-1張、每張均包含mXk個像素的圖像;
[0109]S2:將所述j+m-1張mXk個像素的圖像合成為一張j Xk個像素的多彩眼底圖像;
[0110]其中m彡2。
[0111]下面對步驟SI和S2分別具體展開描述。
[0112]對于步驟SI,前面在介紹本發(fā)明所說的多彩線掃描眼底成像裝置已作了詳細(xì)描述,在此不再累述。
[0113]對于步驟S2中所說的將j+m-1張mXk個像素的圖像合成為一張jXk個像素的多彩眼底圖像,具體步驟如下:
[0114]S21:求出j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值ErBQ;
[0115]S22:以和求第Q行像素值同樣的辦法求出其余j-Ι行像素值;
[0116]S23:將j行像素值依次拼接成一張所述j Xk個像素的多彩眼底圖像。
[0117]因此,只要知道了需要拼接的jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值ErBQ的求法,就可以用同樣的辦法求出剩下的j -1行像素值。
[0118]對于jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值,它是由j+m-1張mXk個像素的圖像中第Q(l<Q<j,且Q為變量)張至第Q+m-1張的共m張圖像中,各選取每張相應(yīng)的一行像素進(jìn)行合成得到的。其中,每張相應(yīng)的一行像素是指:第Q張mXk個像素的圖像選取第m行像素ErFg,第Q+1張m X k個像素的圖像中第m-1行像素ErFQ+1、第Q+2張m X k個像素的圖像中第m_2行像素ErFQ+2、第Q+3張mXk個像素的圖像中第m-3行像素ErfV3....一直到第Q+m-Ι張mXk個像素的圖像選取第一行像素ErfVt1。由此可見,第Q張以后依次遞增的每張mXk個像素的圖像選取的像素行數(shù)在第Q張的m行的基礎(chǔ)上分別依次遞減一行,直到第Q+m-Ι張mXk個像素的圖像選取第一行像素。需要說明的是,第Q+m-Ι張圖像只有在Q = j時才是最后一張(SP第 j+m-1 張)ο
[0119]對于S21步驟中第Q行像素值的求法,可以通過如下步驟得到:
[0120]S22A:求出j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素的第M個像素值;
[0121]S22B:用和求第M個像素值同樣的辦法求出剩余k-Ι個像素值;
[0122]S22C:將k個像素依次組合成jXk個像素的所述多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ。
[0123]其中,步驟S22A又具體分解為如下幾步:
[0124]S22A1:依次選取第Q張m Xk個像素圖像的第m行細(xì)亮線ErAm對應(yīng)的行像素ErFQ的第M(1彡M彡k)個像素值XS(Q,M)、第Q+1張mXk個像素圖像的第m-ι行細(xì)亮線ErAt1對應(yīng)的行像素ErFQ+1的第M(1彡M彡k)個像素值XS(Q+1,M),第Q+2張mXk個像素圖像的第m-2細(xì)亮線ErAm-HiS的行像素ErFQ+2的第M個像素值XS (Q+2,M)、第Q+3張m X k個像素圖像的第m_3細(xì)亮線ErAm-3對應(yīng)的行像素ErFQ+3的第M個像素值XS(Q+3,M),一直到第Q+m-Ι張的第I細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的行像素ErFQ+m—!的第M個像素值XS(Q+m-l,M);
[0125]S22A2:所述多彩眼底圖像的第Q行像素的第M個像素值=
[0126](XS(Q,M)/Pm,XS(Q+l,M)/Pm-1,XS(Q+2,M)/Pm-2,XS(Q+3,M)/Pm-3,.....XS (Q+m-1,
M)/pi) ;Pm表示第m線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pm-1表示第m-Ι單色線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pm-2表示第m-2單色線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pm-3表示第m-3單色線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pi表示第I單色線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率。具體地,前面提到的線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元所指代的光學(xué)元件參考圖2和圖3,是指:光源101或者光源101A/B、第二透鏡102、柱透鏡103、光束傳遞單元104、掃描單元105、第三透鏡106、接目物鏡107和第一透鏡108、面陣成像單元1092(見圖2)或者線陣成像單元1091形成的總的光學(xué)元件的總稱(見圖3)。
[0127]對于步驟S22A1,可以將第Q+1張至第Q+m-1張mXk個像素的圖像的相應(yīng)的行像素定義為ErFD,Q+l彡D彡0+111-1,0為變量且其值和圖像張數(shù)的序號相同,例如0取0+1,則相應(yīng)的行像素為ErfV1,D取Q+2,則相應(yīng)的行像素為ErfV2;各自第M個像素值定義為像素XS(D,M),這樣,第Q+1張mXk個像素圖像的第m-1行像素ErfV1的第M個像素值為XS(Q+1,M),第Q+2
張mXk個像素圖像的第m-2行像素ErAQ+2的第M個像素值為XS(Q+2,M).......;步驟S22A2中多彩眼底圖像的第Q行像素的第M個像素值XSm的表達(dá)式則變?yōu)?
[0128]XSm= (XS(Q,M)/pm,XS(D,M)/pw) ;pw表示pm—.......Pi中的任意一個值。
[0129]其中,XS(D,M)/pw的數(shù)值個數(shù)和D的取值個數(shù)對應(yīng);Pm表示第m線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pw表示第W單色線光束依次經(jīng)過線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;ISwSm-1。線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元所指代的光學(xué)元件前面一段已經(jīng)闡述,在此不再累述。
[0130]對于步驟S2及其展開步驟,可以通過圖7和圖8來理解。
[0131]圖7為當(dāng)m= 2時,將j+1張2 X k個像素的圖像拼接成一張j X k個像素的多彩眼底圖的示意圖。由前面的敘述可以知道,一張j Xk個像素的多彩眼底圖像的第I行像素ErB1是由第I張2 Xk個像素的圖像的第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素和第2張2 Xk個像素的圖像的第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的行像素合并得到;多彩眼底圖像的第j行像素ErBj是由第j張2 Xk個像素的圖像的第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素和第j+Ι張2 Xk個像素的圖像的第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的行像素合并得到。由此可以推出,j Xk個像素的多彩眼底圖的第Q行(KQSj)像素是由第Q張2 X k個像素的圖像的第二細(xì)亮線Er A2對應(yīng)的像素和第Q+1張2 X k個像素的圖像的第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的像素合并得到。
[0132]下面具體闡述如何得到一張jXk個像素的多彩眼底圖的第I行像素ErB1,對于其它行像素,也可以用同樣的辦法求得。
[0133]第一步:將圖7中的第I張2Xk個像素的圖像的第2行像素,即第二細(xì)亮線ErA2右邊虛線所對應(yīng)的行像素ErF1,按從左到右依次劃分為k個像素值,每一個像素值依次編號為XS(I,I)、XS(I,2)、,XS(I,3)......XS(I,k);選取第二張2Xk個像素的圖像的第I行像素,即第一細(xì)亮線ErA1右邊虛線所對應(yīng)的行像素ErF2,同樣也將該行像素按從左到右的順序劃分為k個像素值,將每一個像素值依次編號XS (2,I)、XS (2,2)、,XS (2,3)......XS (2,k);
[0134]貝IjjXk個像素的多彩眼底圖的第I (Q= I)行像素中的第一個(M= I)像素值XS1 =(xsa’DM’xsU’DM)。
[0135]對于jXk個像素的多彩眼底圖的第I(Q=I)行像素中的剩余k-1個像素值,也可以用同樣的辦法求出。
[0136]然后將這k個像素值依次拼接成jXk個像素的多彩眼底圖的第I行像素。
[0137]對于jXk個像素的多彩眼底圖的其余j-Ι行像素,又可以和求它的第一行像素同樣的辦法求出。
[0138]最后將j行像素依次拼接成一張jXk個像素的多彩眼底圖。
[0139]通過上述辦法,可以將j+Ι張2Xk個像素的圖像拼接成一張jXk個像素的多彩眼底圖。
[0140]參考圖8,圖8為當(dāng)m=3時,將j+2張3Xk個像素的圖像拼接成一張jXk個像素的多彩眼底圖的示意圖。和圖7不同的是,為了得到j(luò) Xk個像素的多彩眼底圖的第一行像素ErBi,需要將:第一張3 X k個像素的圖像的第三細(xì)亮線ErA3對應(yīng)的行像素ErF1、第二張3 X k個像素的圖像的第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素ErF2和第三張3 X k個像素的圖像的第一細(xì)亮線ErAi對應(yīng)的行像素ErF3進(jìn)行合并得到的。
[0141]同樣的,將第一張3Xk個像素的圖像的第三細(xì)亮線ErA3對應(yīng)的行像素ErF1按從左到右的順序劃分為k個像素值,并依次編號為:XS( I,I)、XS( I,2)、,XS( I,3)......XS(1,k);
將第二張3 Xk個像素的圖像的第二細(xì)亮線ErA2對應(yīng)的行像素ErF2按從左到右的順序劃分為
1^個像素值,并依次編號為乂3(2,1)43(2,2)、^(2,3)......XS(2,k);將第三張3 Xk個像素的圖像的第一細(xì)亮線ErA1對應(yīng)的行像素ErF3按左到右的順序劃分為k個像素值,并依次編號為:父3(3,1)、父5(3,2)、,父5(3,3)......XS(3,k)。
[0142]貝IjjXk個像素的多彩眼底圖的第一行像素第一個像素值XS1=USd, I)/
[0143]對于jXk個像素的多彩眼底圖的第一行像素剩下的k-1個像素值,可以和求第一個像素值XSi同樣的辦法求出。
[0144]將k個像素值拼接成jXk個像素的多彩眼底圖的第一行像素ErB1;
[0145]用和求jXk個像素的多彩眼底圖的第一行像素ErB1同樣的辦法求出剩下的j-Ι行像素值;
[0146]最后將j行像素值拼接成一張jXk個像素的多彩眼底圖。
[0147]上面只示例性的說明了在m=2(即兩種不同的單色線光束)時利用多彩線掃描眼底成像裝置掃描人眼得到的j+Ι張2Xk個像素的圖像拼接成一張j Xk個像素的多彩眼底圖的步驟,以及在m=3(即三種不同的單色線光束)時利用多彩線掃描眼底成像裝置掃描人眼得到的j+2張3Xk個像素的圖像拼接成一張j Xk個像素的多彩眼底圖的步驟。對于m(m多2)為其它值,將多彩線掃描眼底成像裝置掃描人眼得到的mXk個像素的圖像拼接成一張j Xk個像素的多彩眼底圖的步驟,其原理類似。
[0148]通過拼接的一張jXk個像素的多彩眼底圖,有利于眼底病癥的檢查。
[0149]需要說明的是,當(dāng)m= 3時,3種不同的單色線光束可以是紅色線光束、綠色線光束和藍(lán)色線光束。因?yàn)榘咨饩褪峭ㄟ^最常見的紅光、綠光和藍(lán)光合成得到的。
[0150]對于圖2所示的面陣成像單元實(shí)施例中,一次采集得到一張mXk個像素圖像,若采用圖3所示的線陣成像單元組實(shí)施例時,對應(yīng)m個線陣成像單元,每個線陣成像單元對應(yīng)I Xk個像素圖像。若用圖3所示的線陣成像單元組實(shí)施例時,圖像合成方法與面陣成像單元的類似。
[0151]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):(I)、由于在眼底Er上的m(m彡2)條細(xì)亮線存在一定空間間隔,因此該裝置能有效減弱光強(qiáng)過強(qiáng)對人眼眼底的傷害,并能適當(dāng)提高光源功率,從而提高眼底成像質(zhì)量;另外,該裝置采用單色線光束而不是白光線光束照亮眼底,能避免光強(qiáng)過強(qiáng)導(dǎo)致瞳孔收縮,影響成像范圍的問題;(2)為得到一張j Xk個像素的多彩眼底圖,該裝置的掃描單元需轉(zhuǎn)動j+m-1次,即采集j+m-1張mXk個像素的圖像,S卩比利用近紅外光源的線掃描成像系統(tǒng)多采集m-Ι次。故該多彩線掃描眼底成像裝置成像速度快,采集時間短,避免了人眼抖動的影響,但相比傳統(tǒng)紅外成像只增加很少量次數(shù)。(3)、通過將若干張mXk個像素的圖像合成為一張多彩眼底圖像,根據(jù)該方法得到的多彩眼底圖像,有利于眼底病癥的檢查。
[0152]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于,包括:線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元; 所述線光束生成單元發(fā)出m條不同的單色線光束,m條不同的所述單色線光束被所述光束傳遞單元反射至所述掃描單元,經(jīng)所述掃描單元反射至所述透鏡組,由所述透鏡組透射至人眼眼底;所述掃描單元使m條不同的所述單色線光束依次掃描眼底,經(jīng)眼底散射后,返回的m條不同的所述單色線光束攜帶眼底信息,由所述透鏡組返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射,經(jīng)過所述光束傳遞單元入射至所述第一透鏡,在所述成像單元上成像,得至IJn張、每張均包含mXk個像素的圖像;其中m多2,k表示每一行像素的像素個數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述光束傳遞單元為反射鏡或者二向色鏡;當(dāng)所述光束傳遞單元為反射鏡時,所述反射鏡的反射面小于所述第一透鏡的通光口徑,返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射的所述單色線光束除一小部分被所述反射鏡遮擋外,其余大部分經(jīng)過所述反射鏡的外圍區(qū)域入射至所述第一透鏡;當(dāng)所述光束傳遞單元為二向色鏡時,返回至所述掃描單元并被所述掃描單元反射的所述單色線光束,部分由所述二向色鏡透射至所述第一透鏡。3.如權(quán)利要求1或2所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于,所述線光束生成單元包括:m種不同的單色點(diǎn)光源、第二透鏡和柱透鏡;m種不同的所述單色點(diǎn)光源發(fā)出的m條單色光束依次穿過所述第二透鏡和所述柱透鏡后,形成m條不同的所述單色線光束。4.如權(quán)利要求3所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:m條不同的所述單色線光束經(jīng)過所述傳遞單元、所述掃描單元和所述透鏡組后入射到眼底Er,在眼底Er上形成m條細(xì)亮線ErAm;所述m條細(xì)亮線ErAmS掃描單元掃描眼底后攜帶眼底信息,經(jīng)眼底散射由所述透鏡組返回至所述掃描單元,經(jīng)過所述光束傳遞單元和所述第一透鏡在所述成像單元上形成m條細(xì)亮線像ErAm’ ;其中,每一細(xì)亮線像至少對應(yīng)所述成像單元上的一行像素,每一細(xì)亮線像和對應(yīng)的細(xì)亮線共軛;所述成像單元包含不少于m X k個像素。5.如權(quán)利要求4所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述掃描單元掃描眼底時,掃描單元從第一轉(zhuǎn)角到最大轉(zhuǎn)動位置之間依次轉(zhuǎn)動η個角度;所述m條細(xì)亮線ErAm作為整體在眼底依次平移η個部位,經(jīng)所述成像單元成像,得到η張、每張均包含m X k個像素的圖像。6.如權(quán)利要求5所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述m條細(xì)亮線ErAm作為整體在眼底依次平移η個部位,經(jīng)所述成像單元分別成像,得到η張、每張均包含m X k個像素的圖像,具體步驟如下: 當(dāng)所述掃描單元處于第一轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAm位于眼底的一側(cè);所述成像單元采集第一張m X k個像素的圖像; 當(dāng)所述掃描單元經(jīng)轉(zhuǎn)動處于第二轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAm在眼底的一側(cè)整體平移一定距離,所述成像單元采集第二張m X k個像素的圖像;其中,在所述掃描單元處于第二轉(zhuǎn)角時,所述m條細(xì)亮線ErAm中的任意第b條細(xì)亮線ErAb和所述掃描單元處于所述第一轉(zhuǎn)角時第b+1條細(xì)亮線ErAb+1掃描的眼底位置重合;I SbSm-1,且b為變量; 所述掃描單元繼續(xù)轉(zhuǎn)動并到達(dá)最大轉(zhuǎn)角,所述m條細(xì)亮線ErAm在眼底上整體依次共平移η個位置,所述成像單元共采集η張、每張包含m X k個像素的圖像;其中,在所述成像單元采集任意一張mXk個圖像時,所述任意第b條細(xì)亮線ErAb和裝置采集前一張圖像時所述第b+1條細(xì)亮線ErAb+i掃描的眼底位置重合。7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述成像單元為面陣成像單元。8.如權(quán)利要求6所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述m條細(xì)亮線ErAm作為整體在眼底依次平移η個部位,是指:所述m條不同的單色線光束在眼底上按照從上到下,或者從下到上,或者從左到右,或者從右到左的順序平移η個位置。9.如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述成像單元為線陣成像單元,包括:m_l個分光鏡和m個線陣成像單元;所述m-Ι個分光鏡將從所述第一透鏡接收到的m條細(xì)亮線ErAm透射或反射在m個線陣成像單元上,得到m條細(xì)亮線像ErAm’ ;其中,每一個線陣成像單元上只有一條細(xì)亮線像ErAm’;所述一張包含mXk個像素的圖像由m組、每組均為I Xk像素的圖像按在眼底上的掃描位置組成。10.如權(quán)利要求9所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述m個線陣成像單元同時為線陣CCD相機(jī)或者同時為線陣CMOS相機(jī),或者同時為線陣CCD相機(jī)與線陣CMOS相機(jī)的組合。11.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的多彩線掃描眼底成像裝置,其特征在于:所述透鏡組包括第三透鏡和接目物鏡,所述第三透鏡靠近所述掃描單元設(shè)置。12.一種多彩眼底圖像合成方法,其特征在于,包括如下步驟: 利用如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的多彩線掃描眼底成像裝置掃描眼底,得到j(luò)+m-1張、每張均包含m X k像素的圖像; 將所述j+m-1張、每張均包含mXk像素的圖像合成為一張j Xk個像素的多彩眼底圖像; 其中,m多2,j為所述多彩眼底圖像的像素行數(shù)。13.如權(quán)利要求12所述的多彩眼底圖像合成方法,其特征在于,將所述j+m-1張mXk個像素的圖像合成為一張j Xk個像素的多彩眼底圖像,具體步驟如下: 求出所述j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q(KQSj)行像素值; 以和求第Q行像素值同樣的方法求出多彩眼底圖像的其余j-Ι行像素值; 將j行像素值依次拼接成一張所述j Xk個像素的多彩眼底圖像。14.如權(quán)利要求13所述的多彩眼底圖像合成方法,其特征在于:求出jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值是通過:將所述j+m-1張mXk個像素的圖像中第Q張至第Q+m-1張共m張圖像中,各選取每張相應(yīng)的一行像素進(jìn)行合成得到的; 其中,KQSj,所述每張相應(yīng)的一行像素是指:第Q張mXk個像素的圖像選取第m行像素,第Q張以后依次遞增的每張mXk個像素的圖像選取的像素行數(shù)在第m行的基礎(chǔ)上分別依次遞減一行,直到第Q+m-1張m X k個像素的圖像選取第一行像素。15.如權(quán)利要求14所述的多彩眼底圖像合成方法,其特征在于:求出jXk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值,包括如下步驟: 定義第Q張m X k個像素的圖像中第m行像素為ErFQ; 定義第Q+1張至第Q+m-1張mXk個像素的圖像的所述相應(yīng)的行像素為ErFD,其中Q+1彡D^Q+m-1,0為變量且其值和圖像張數(shù)的序號相同; 求出所述j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M(KMSk)個像素值XSm; 用和求像素值XSm同樣的方法求出所述j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的其余剩下的k-1個像素值; 將k個像素值依次組合得到所述j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素值。16.如權(quán)利要求15所述的多彩眼底圖像合成方法,其特征在于:求出所述j Xk個像素的多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M(1彡M彡k)個像素值XSM,包括如下步驟: 定義第Q張mXk個像素的圖像的第Q行像素ErFQ的第M(1彡M彡k)個像素值XS(Q,M),定義第Q+1張至第Q+m-1張m X k個像素的圖像的所述相應(yīng)的行像素ErFD的各自第M個像素值定義為像素XS(D,M); 所述多彩眼底圖像的第Q行像素ErBQ的第M個像素值XSm滿足:像素值XSm= (XS(Q,M)/pm,XS(D,M)/Pw); 其中,XS(D,M)/pw的數(shù)值個數(shù)和D的取值個數(shù)對應(yīng);Pm表示第m線光束依次經(jīng)過如權(quán)利要求I所述的線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;Pw表示第w單色線光束由依次經(jīng)過如權(quán)利要求1所述的線光束生成單元、光束傳遞單元、掃描單元、透鏡組、第一透鏡和成像單元后形成的整體傳光效率;KwSm-1o
【文檔編號】G06T7/00GK105913446SQ201610292370
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】蔡守東, 吳蕾
【申請人】深圳市斯?fàn)栴D科技有限公司