一种干眼症检测照明成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种干眼症检测照明成像系统，其包括：Placido盘，其包括若干个黑白相间的同心圆环；照明光学系统，其设于所述Placido盘后表面，所述照明光学系统包括若干组呈环形排布的LED单元，将所述Placido盘投影至泪膜；成像光学系统，其接收所述泪膜上的Placido盘投影图，沿成像光路，所述成像光学系统依次包括成像物镜和CCD相机。本发明专利技术能够以非入侵的方式采集受检查者眼睛表面泪膜由完整到破裂时的一系列图片，然后再经图像算法后处理，即可得出泪膜破裂时间，从而就能判断出受检查者泪膜破裂时间是否异常，本发明专利技术技术方案既可减少患者痛苦，又提高了检测结果的稳定性和准确性。

An illumination imaging system for detection of dry eye

The invention discloses a dry eye detection lighting imaging system, which comprises a Placido disk which includes a number of black and white concentric rings, an illuminating optical system, which is located on the surface of the Placido disc, and the lighting system includes a number of LED units in a ring arrangement, and the Placido disk is projected to the tear film; An imaging optical system that receives a projection of the Placido disk on the tear film, along an imaging optical path, which, in turn, includes an imaging objective and a CCD camera. The invention can collect a series of pictures on the eye surface of the examiner's eye surface from complete to rupture, and then the time of tear film rupture can be obtained after the image processing, which can determine whether the time of the tear film rupture is abnormal. This technical scheme can reduce the sufferings of the patients. It also improves the stability and accuracy of the test results.

【技术实现步骤摘要】
一种干眼症检测照明成像系统
本专利技术涉及光学检测领域。更具体地说，本专利技术涉及一种干眼症检测照明成像系统。
技术介绍
干眼症，又称角结膜干燥症，常见症状包括眼睛干涩、容易疲倦、眼痒、有异物感、痛灼热感、分泌物粘稠、怕风、畏光、对外界刺激很敏感等，我国的干眼患病率约在21％-33.7％，目前干眼在世界范围内的发病率呈逐年上升趋势，已经发展为一种危及健康的常见病、多发病。随着电子屏幕的广泛使用、环境恶化、滴眼液的滥用、隐形眼镜的配戴等原因，干眼症还将继续增多。引起干眼症的主要原因是眼表泪膜的异常破裂，相关研究文章表明，干眼症患者泪膜破裂时间通常低于10s，正常人眼泪膜破裂时间一般为10-45s。泪膜的破裂时间长短是判断是否患有干眼症的一项重要指标，因此准确有效的检测出泪膜的破裂时间对干眼症的检查有着重要的意义。传统的干眼症的检查方法有：裂隙灯检查、泪液分泌试验(SchirmerI及II试验)、泪膜破裂时间(TearBreak-upTime,BUT)试验、眼表活体染色试验、泪液渗透压测定试验，乳铁蛋白含量测定(Lactoferrin,LF)试验，泪液蕨样变试验，结膜印迹细胞学检查，血清学检查等。这些传统评估泪膜稳定性的方法为侵犯性泪膜破裂时间(invasivetearbreak-uptime，IBUT)，具有变异性大，重复性低，易受外界影响等局限性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种干眼症检测照明成像系统，其能够以非入侵的方式采集受检查者眼睛表面泪膜由完整到破裂时的一系列图片，然后经图像算法处理，即可得出泪膜破裂时间，从而就能判断出受检查者泪膜破裂时间是否异常。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种干眼症检测照明成像系统，其包括：Placido盘，其包括若干个黑白相间的同心圆环，其中白色为透光部分，黑色为不透光部分；照明光学系统，其设于所述Placido盘后表面，所述照明光学系统包括若干组呈环形排布的LED单元，将所述Placido盘上的黑白条纹投影至泪膜，其中LED灯珠成环形排布可以显著提高照明的匀光效果；成像光学系统，其接收所述泪膜上的Placido盘投影图，沿成像光路，所述成像光学系统依次包括成像物镜和CCD相机。优选的是，其中，在所述照明光学系统和Placido盘之间还设有亚克力光扩散板，以进一步提高照明光源的均一扩散性。均匀光源的照明可以使得Placido盘中的黑白条纹形成明暗相间的同心圆环，提高成像的对比度。优选的是，其中，所述照明光学系统与所述亚克力光扩散板之间的间距为7～15cm，以实现对LED光源最优的扩散效果。优选的是，其中，所述Placido盘为椭球形设计，以提高CCD单元成像的亮度。优选的是，其中，所述照明光学系统包括四组呈环形排布的LED单元，以实现照射光强的均匀发散。优选的是，其中，所述每组LED单元由等间距排列的LED灯珠组成，所述LED灯珠为波长为850nm的红外LED灯珠。由于干眼症检测时图像采集是连续长时间采集，为了减少对人眼的刺激，选择波长为850nm的红外LED灯珠。优选的是，其中，所述红外LED灯珠的发散角为150°，以保证Placido盘成像的亮度均一性。优选的是，其中，沿内圈到外圈，四组环形LED单元之间的排布间距为1：1～1.5：0.3～0.7，以保证照明光强的均匀发散。优选的是，其中，沿成像光路，所述成像物镜依次包括：第一平凸透镜，其凸面朝向物方；凹透镜；凸透镜；第二平凸透镜，其凸面朝向物方；以及弯月镜，其凸面朝向物方，成像物镜通过5个透镜单元的组合可有效矫正球差、像散和场曲等像差，提高成像质量；其中，光阑设于所述第一平凸透镜和凹透镜之间且靠近凹透镜的位置，靠近光阑的凹透镜的镜片弯向光阑，使得主光线偏角尽量小，利于轴外像差的校正。优选的是，所述凹透镜和凸透镜胶合在一起，用以矫正色差，其中胶合透镜可选用色散差较大的玻璃材料，能有效减少轴向色差。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本申请技术方案是采用基于Placido盘的非侵入式的检验方法，既可减少患者痛苦，又提高了检测结果的稳定性和准确性；(2)本申请文件的照片光学系统采用LED环形排布设计，并且对若干组LED单元及其中的灯珠进行合理排列，可显著提高照明光源的均匀发散，提高Placido盘成像中相邻黑白条纹的的对比度；(3)本申请文件成像光学系统中物镜通过5个透镜单元的组合可有效矫正球差、像散和场曲等像差，并且其中的凹透镜和凸透镜胶合在一起，用以矫正色差，显著提高了成像质量。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的一个实例中干眼症检测照明成像系统的结构示意图；图2为本专利技术的另一实例照明光学系统中LED单元呈环形排布的结构示意图；图3为本专利技术的另一实例成像光学系统中物镜的结构示意图；图4为本专利技术的另一实例中采用zemax软件对成像光学系统进行验证的点列示意图；图5为本专利技术的另一实例中采用zemax软件对成像光学系统进行验证的调制传递函数(MFT)图；图6为本专利技术的另一实例中采用zemax软件对成像光学系统进行验证的场曲畸变图；图7为本专利技术的另一实例中采用zemax软件对成像光学系统进行验证的波像差图；图8为本专利技术的另一实例中采用干眼症检测照明成像系统对人眼表面泪膜的投影成像图。图中：1-Placido盘；2-照明光学系统；3-泪膜；4-成像物镜；5-CCD相机；6-亚克力光扩散板；21-LED灯珠；41-第一平凸透镜41；42-凹透镜；43-凸透镜；44-第二平凸透镜；45-弯月镜；46-光阑。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1～2示出了根据本专利技术的一种实现形式，其中包括：。Placido盘1，其包括若干个黑白相间的同心圆环；照明光学系统2，其设于所述Placido盘后表面，所述照明光学系统包括若干组呈环形排布的LED单元，将所述Placido盘投影至泪膜3；成像光学系统，其接收所述泪膜上的Placido盘投影图，沿成像光路，所述成像光学系统依次包括成像物镜4和CCD相机5。在这种技术方案中，LED照明光学系统将Placido盘照明，将黑白条纹相间的Placido盘的像投影到人眼泪膜上，然后光经过泪膜反射，通过成像物镜，将泪膜表面图像成像在CCD相机上。当人眼表面上泪膜完整无破裂时，CCD相机上采集到的人眼表面泪膜上的黑白相间的圆环的是完整的同轴圆形，当人眼表面上的泪膜破裂时，CCD相机采集到的人眼泪膜上的黑白相间的圆环的是破裂扭曲的。根据CCD相机采集到受检查者眼睛表面泪膜由完整到破裂时的一系列图片，再经过图像算法后续处理，即可得出泪膜破裂时间，从而就能判断出受检查者泪膜破裂时间是否异常。在另一实例中，在所述照明光学系统和Placido盘之间还设有亚克力光扩散板6，以进一步提高照明光源的扩散均一性。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干眼症检测照明成像系统，其特征在于，包括：Placido盘，其包括若干个黑白相间的同心圆环；照明光学系统，其设于所述Placido盘后表面，所述照明光学系统包括若干组呈环形排布的LED单元，将所述Placido盘投影至泪膜；成像光学系统，其接收所述泪膜上的Placido盘投影图，沿成像光路，所述成像光学系统依次包括成像物镜和CCD相机。

【技术特征摘要】
1.一种干眼症检测照明成像系统，其特征在于，包括：Placido盘，其包括若干个黑白相间的同心圆环；照明光学系统，其设于所述Placido盘后表面，所述照明光学系统包括若干组呈环形排布的LED单元，将所述Placido盘投影至泪膜；成像光学系统，其接收所述泪膜上的Placido盘投影图，沿成像光路，所述成像光学系统依次包括成像物镜和CCD相机。2.如权利要求1所述的干眼症检测照明成像系统，其特征在于，在所述照明光学系统和Placido盘之间还设有亚克力光扩散板。3.如权利要求2所述的干眼症检测照明成像系统，其特征在于，所述照明光学系统与所述亚克力光扩散板之间的间距为7～15cm。4.如权利要求1所述的干眼症检测照明成像系统，其特征在于，所述Placido盘为椭球形设计。5.如权利要求1所述的干眼症检测照明成像系统，其特征在于，所述照明光学系统包括四...

【专利技术属性】
技术研发人员：董月芳，朱海龙，付威威，刘敏，周哲，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32