视网膜自动成像系统技术方案

视网膜自动成像系统，属于医用光学仪器、生物识别领域，为了解决现有视网膜成像技术无法实现自动运行，本发明专利技术提供一种视网膜自动成像系统，该系统，包括视网膜成像光学系统、步进电机、支撑架构和中央处理单元；视网膜成像光学系统，包括对准光路、调焦定位光路和照明成像光路；支撑架构包括头托、感应开关和相机座；中央处理单元，包括电源、CPU、步进电机驱动器和图像采集卡；本发明专利技术视网膜自动成像系统，光机结构简单，实现了自动完成视网膜图片的拍摄；将会通过互联网广泛应用在医疗和生物识别技术等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种视网膜自动成像系统，属于医用光学仪器、生物识别领域。
技术介绍
视网膜成像技术逐渐被广泛应用在医疗和生物识别技术等领域。医学上，对视网膜病变进行及时探测、跟踪，可以对多种疾病起到有效的诊断、预警作用。在生物识别领域，视网膜具有远多于指纹、掌纹等的生物特征，可以大大提高识别精度；而且视网膜深入眼底，不容易被外界获取，具有非常高的保密性。视网膜成像技术已有很长的研究历史，但仍无法满足社会的需求。例如在医学领域，随着互联网的发展，远程医疗系统已经逐步成为医疗诊断不可或缺的部分，但目前的医 用视网膜成像系统均需要人工操作进行视网膜拍摄，该特点制约了视网膜成像系统在远程医疗领域的发展；在生物身份识别领域，视网膜要替代虹膜识别、指纹识别、掌纹识别这些成熟技术，充分发挥其保密性好的特点，首先需要实现视网膜的自动拍摄。目前的视网膜成像仪中的光学系统没有为计算机提供容易识别的定位信号，因此系统无法实现自动运行；而且系统的光机结构复杂、造价昂贵，不适于在互联网终端和身份识别等领域的普及。
技术实现思路
为了解决现有视网膜成像技术无法实现自动运行，本专利技术提供一种视网膜自动成像系统。本专利技术的技术方案为视网膜自动成像系统，包括视网膜成像光学系统、步进电机、支撑架构和中央处理单元；视网膜成像光学系统包括对准光路、调焦定位光路和照明成像光路；对准光路包括网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、切换镜组、中空反射镜、第一中继镜、第一反光板、第二中继镜和近红外光探测器；所述网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、切换镜组、中空反射镜、第一中继镜和第一反光板共轴放置；所述网膜物镜固定组和网膜物镜变焦组之间设置切换镜组；虹膜发出的光依次通过网膜物镜固定组、切换镜组、网膜物镜变焦组、中空反射镜、第一中继镜和第一反光板，光通过第一反光板被折反90°后入射到第二中继镜，光通过第二中继镜后被近红外光探测器接收；所述切换镜组包括切换镜前组、双光楔和切换镜后组，且三者共轴放置，所述双光楔为并列放置的倾斜方向相反的两个光楔的组合；调焦定位光路包括网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、中空反射镜、第一中继镜、第一反光板、第二中继镜、近红外光探测器、第三中继镜、照明光阑、分划板和第一聚光镜；所述分划板、近红外光探测器和被检眼的视网膜互为共轭平面，近红外光源发出的光经过第一聚光镜聚光后照亮分划板，分划板的信号光依次经过照明光阑、第三中继镜、中空反射镜、网膜物镜变焦组和网膜物镜固定组后入射被检眼在视网膜上成像，该成像又依次经过网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、中空反射镜、第一中继镜、第一反光板和第二中继镜被近红外光探测器接收；照明成像光路包括网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、中空反射镜、第一中继镜、第三中继镜、照明光阑、第二聚光镜、环形闪光管和可见光探测器；环形光管发出闪光脉冲，光信号依次经过第二聚光镜、和第二反光板、照明光阑、第三中继镜、中空反射镜、网膜物镜变焦组和网膜物镜固定组后，在虹膜处成环形像，光能量从瞳孔的边缘入射人眼，照亮眼底，从被检眼的信号光依次通过网膜物镜固定组、网膜物镜变焦组、中空反射镜、第一中继镜后被可见光探测器接收，完成图像拍摄；支撑架构包括头托、感应开关和相机座；所述头托位于视网膜自动成像系统的侧面且与视网膜成像光学系统持平，用于支撑被检人员的头部；感应开关设置在头托上被检人员下巴位置，感应开关为中央处理单元提供启动信号；相机座位用于固定相机；中央处理单元，包括电源、CPU、步进电机驱动器和图像采集卡一和图像采集卡二 ；电源与CPU相连，为整个系统供电；感应开关通过I/O 口与CPU相连，为系统提供启动信号；所述视网膜成像光学系统中切换镜组、变焦镜组、第一反射板、分划板和第二反射板分别由 步进电机带动移动，每个步进电机分别与各个步进电机相连，每个步进电机均与各自的步进电机驱动器相连，步进电机驱动器通过I/o 口与CPU相连；所述可见光光探测器和近红外光探测器分别与图像采集卡一和图像采集二相连接，采集卡接收来自探测器的PAL信号，对该信号进行解码，并通过PCI总线与CPU相连；视网膜成像光学系统中近红外光源和环形闪光管的控制端分别通过I/o 口与CPU相连。本专利技术的有益效果视网膜成像光学系统用于完成视网膜图片的抓拍；支撑架构用于装载光学系统以及支撑被检人员的头部；中央处理单元能够对CCD所采集的画面进行分析处理、向步进电机驱动器发送运行指令、控制闪光管的闪光以及控制CCD的曝光；本专利技术视网膜自动成像系统，光机结构简单，实现了自动完成视网膜图片的拍摄。附图说明图I为本专利技术所述的视网膜自动成像系统的整体结构图；图2为本专利技术所述的视网膜自动成像系统的光路结构图；图3为本专利技术所述的视网膜自动成像系统中对准光路的结构图；图4为本专利技术所述的视网膜自动成像系统中调焦定位光路的结构图；图5为本专利技术所述的视网膜自动成像系统中照明成像光路的结构图；图6为本专利技术所述的视网膜自动成像系统中控制系统结构图；图7为本专利技术所述的视网膜自动成像系统的工作原理框图。具体实施例方式如图I所示，视网膜自动成像系统，包括视网膜成像光学系统A、支撑架构B和位于支撑架构内部的中央处理单元C，该系统还包括步进电机，且步进电机与视网膜成像光学系统A中的活动组件相连。支撑架构B包括头托、感应开关D和相机座。头托用于为被检人员提供头部支撑，头托上被检人员下巴位置装有感应开关D，感应开关D为中央处理单元C提供启动信号；相机座用于固定相机，可自动控制相机在前后、左右、上下三个方向上移动。如图2所示，为视网膜成像光学系统A，包括对准光路、调焦定位光路和照明成像光路三个必要的组成部分，为使产品结构紧凑、探测视场大、照明均匀、杂光少，系统采用共轴结构，即对准、照明成像和调焦定位三光路共用一组网膜物镜。照明成像光路和定位光路需要设计成变焦结构，并协同运行，用以实现不同屈光度人眼视网膜的清晰成像。人眼光学系统是视网膜成像过程的一部分，因此，在进行视网膜拍摄之前，首先要保证视网膜成像光学系统A和人眼光学系统实现光瞳衔接。实现光瞳衔接有两个要求，一是视网膜成像光学系统A的入瞳和人眼的瞳孔共轴，一是使视网膜成像光学系统A的工作距离(即视网膜成像光学系统A的入瞳和人眼瞳孔的间距)为设计值。如图3所示，对准光路包括共轴放置的网膜物镜I、切换镜组2、中空反射镜3、中继镜4和反光板5，还包括中继镜6、近红外光探测器7。网膜物镜I包含两部分镜组网膜物镜固定组1-1和网膜物镜变焦组1-2。网膜物镜固定组1-1和网膜物镜变焦组1-2之间有较大的间距，用于插入切换镜组2。切换镜组包含三部分镜组切换镜前组2-1、双光楔2-2和切换镜后组2-3且三者共轴放置，双光楔2-2为并列放置的倾斜方向相反的两个光楔的组合。切换镜组2切入光路以后，虹膜发出的光信号依次经过网膜物镜固定组1-1、切换 镜前组2-1和双光楔2-2后首先一次成像在双光楔2-2的后表面上；该一次像面的光依次经过切换镜后组2-3、网膜物镜变焦组1-2、中空反射镜3、中继镜4和反光板5，光通过第一反光板5被折反90°后入射到第二中继镜6，光通过第二中继镜6后被近红外光探测器(7)接收。如图4所示，调焦定位光路包括网膜物镜I、中空反射镜3、中继镜4、反光板5、中继镜6、近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李淳，刘英，孙强，李灿，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：