具有同步的光源和相机的眼科显微镜制造技术

眼科显微镜具有用于将光投影到待观察的眼睛(10)上的照明设备(9)和用于查看眼睛的带有相机(16)的显微镜设备(8)。照明设备(9)生成脉动的光并受制于相机(9)的帧速率，这允许在自由运行模式下运行相机以获得高帧速率。光以相机帧速率的至少两倍被脉动，以减少闪烁。照明设备(9)使用微反射镜阵的列作为空间光调制器(24)，并且控制反射镜以在帧周期内实现平衡的偏转。的偏转。的偏转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有同步的光源和相机的眼科显微镜


[0001]本专利技术涉及眼科显微镜，特别是裂隙灯显微镜，其具有适于在眼睛上生成照明脉冲的照明设备和具有用于记录眼睛的图像的相机的显微镜设备。本专利技术还涉及用于操作这种设备的方法。

技术介绍

[0002]EP 2549913描述了一种眼科显微镜，其具有生成照明脉冲的照明设备以及具有相机的显微镜。脉动的光与相机同步，以便在记录相机帧时具有定义的照明。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的问题是为这种显微镜提供改进的控制。
[0004]这个问题通过根据独立权利要求的设备和方法来解决。
[0005]因而，本专利技术涉及至少包括以下元件的眼科显微镜：
[0006]i)生成照明脉冲的照明设备：照明设备适于并被构造为生成用于照亮待检查的眼睛的单独的光脉冲。它至少包括以下元件：
[0007]a)至少一个光源：这是照明设备中生成光的部分。
[0008]b)空间光调制器：这个部分被构造为对光进行空间调制。例如，它可以是静态狭缝，但有利地是电子控制的光调制器。
[0009]c)照明成像光学器件：这个部分被构造为将光投影到眼睛上。有利地，它将空间光调制器的图像投影到眼睛上，从而在眼睛上生成定义的照明图案。
[0010]ii)显微镜设备：显微镜设备适于记录眼睛的图像。它至少包括以下元件：
[0011]a)显微镜光学器件：显微镜光学器件生成眼睛的图像。
[0012]b)至少一个电子相机：该相机适于记录来自显微镜光学器件的投影的图像。
[0013]iii)控制单元：控制单元控制设备的元件的操作。
[0014]根据本专利技术的第一方面，相机具有帧信号输出，该帧信号输出携带指示相机记录帧的时间的信号。特别地，它可以生成与它所采用的每一帧同步的单个脉冲，即，与那个帧的积分阶段同步。
[0015]控制单元被构造为使照明设备与这个帧信号输出同步。这允许独立地运行相机，例如，以其原生自由运行模式，这允许更快的帧速率。因此，在这种配置中，相机充当主设备，而照明设备充当与主设备的定时同步的从设备。
[0016]在本专利技术的第二方面，控制单元被构造为对于由相机记录的每一帧在眼睛上生成至少两个照明脉冲。这样做的好处是眼睛看到的光脉冲速率高于相机的帧速率，从而降低了闪烁效应刺激患者的风险。
[0017]本专利技术还涉及用于操作眼科显微镜，特别是如上面所提到的显微镜的方法。与上述相同，显微镜至少包括以下元件：
[0018]i)生成照明脉冲的照明设备：照明设备适于并被构造为生成用于照亮待检查的眼
睛的单独的光脉冲。它至少包括以下元件：
[0019]a)至少一个光源：这是照明设备中生成光的部分。
[0020]b)空间光调制器：这个部分被构造为对光进行空间调制。例如，它可以是静态狭缝，但有利地是电子控制的光调制器。
[0021]c)照明成像光学器件：这个部分被构造为将光投影到眼睛上。有利地，它将空间光调制器的图像投影到眼睛上，从而在眼睛上生成定义的照明图案。
[0022]ii)显微镜设备：显微镜设备适于记录眼睛的图像。它至少包括以下元件：
[0023]a)显微镜光学器件：显微镜光学器件生成眼睛的图像。
[0024]b)至少一个电子相机：该相机适于记录来自显微镜光学器件的投影的图像。
[0025]iii)控制单元：控制单元控制设备的元件的操作。
[0026]该方法包括借助于相机顺序地记录帧的步骤。
[0027]根据本专利技术的第一方面，该方法包括借助于照明设备生成与相机的帧信号输出同步的光脉冲的步骤。
[0028]根据本专利技术的第二方面，该方法还包括借助于照明设备为由相机记录的每一帧生成至少两个照明脉冲的步骤。
[0029]本专利技术的两个方面可以单独使用或组合使用。
[0030]有利地，相机以其“自由运行模式”运行。在自由运行模式下，相机不记录与外部触发器信号同步的帧，而是在完成记录和处理前一帧后立即记录下一帧。在自由运行模式下，相机可以达到比借助于外部源触发记录帧时更高的帧速率。
[0031]有利地，空间光调制器是电子控制的空间光调制器，其包括可独立控制的像素的二维阵列，其可以通过设备的控制单元同步到相机的帧信号输出。
[0032]在一个实施例中，空间光调制器可以包括微反射镜的二维阵列，微反射镜可单独偏转到第一和第二位置。第一位置可以例如与像素的开启状态对应并且第二位置可以例如与像素的关闭状态对应。在这种上下文中，微反射镜有利地具有小于1mm2的面积，特别是小于100μm2。
[0033]光源有利地是脉动的，即，控制单元被构造为使光源脉动。有利地，这是以与相机的帧信号输出同步的方式完成的。
[0034]如果显微镜使用脉动的照明以及具有单独可控像素的阵列的光调制器，那么控制单元可以适于：
[0035]‑
在给定光脉冲之前的暗阶段期间将像素带入到给定配置，以及
[0036]‑
仅当像素处于期望配置时才启动光脉冲。
[0037]在这种情况下，暗阶段是在利用光脉冲来设置光调制器之前。这种设置可以花费一些时间，例如，因为像素慢或者因为将图案信息顺序地馈送到光调制器中要花费时间，因此最好在光脉冲之前完成。
[0038]该方法或控制单元可以适于执行至少以下两个步骤：
[0039]‑
预测相机将记录下一帧的时间：这个预测取决于相机记录至少一个前一帧的时间而做出。特别地，它可以取决于相机记录前几帧的时间。
[0040]‑
在用于记录下一帧的预测的时间之前准备照明设备的至少一部分。
[0041]这允许在帧被记录之前设置照明光学器件的至少一部分，例如空间光调制器，从
而允许更明确的图像记录。这在本专利技术的第一方面中是特别有利的。
[0042]该设备还可以包括若干光源和至少一个光检测器，光检测器适于测量在光源和空间光调制器之间的位置处的光强度，即，独立于光调制器的状态的光源的亮度。在那种情况下，该方法或控制单元可以适于执行至少以下两个步骤：
[0043]‑
使光调制器进入非透射模式：在这种模式下，即使光源开启，也不会有光投影到眼睛上。
[0044]‑
当光调制器处于这种非透射模式时，使一个光源脉动以测量这个光源的亮度。
[0045]这允许间歇地—特别是在记录一系列图像帧时—控制光源的当前亮度。然后，这个信息可以被用于例如在光脉冲期间调整通过光源的电流，同时在记录帧时记录光调制器的像素的开启时间的帧，以便实现定义的照明。
附图说明
[0046]当考虑下面的详细描述时，将更好地理解本专利技术并且除上述那些之外的其它目的将变得显而易见。这种描述参考附图，其中：
[0047]图1示出了眼科显微镜的实施例，
[0048]图2示出了照明设备的部件的实施例，
[0049]图3是基于微反射镜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种眼科显微镜，包括i)照明设备(9)，生成照明脉冲(L1，L2)并具有a)至少一个光源(22，22a
‑
22d)，b)空间光调制器(24)，以及c)照明成像光学器件(26)，ii)显微镜设备(8)，具有a)显微镜光学器件(14，15)以及b)至少一个电子相机(16)，以及iii)控制单元(32)，其中所述相机(16)具有帧信号输出端(38a)，其携带指示相机(16)记录帧的时间的信号，以及其中所述控制单元(32)被构造为使所述照明设备(9)与所述帧信号输出端(38a)同步。2.一种眼科显微镜，特别是如权利要求1所述的眼科显微镜，包括i)照明设备(9)，生成照明脉冲(L1，L2)并具有a)至少一个光源(22，22a
‑
22d)，b)空间光调制器(24)，以及c)照明成像光学器件(26)，ii)显微镜设备(8)，具有a)显微镜光学器件(14，15)以及b)至少一个电子相机(16)，以及iii)控制单元(32)，其中所述控制单元(32)被构造为对于由所述相机(16)记录的每一帧生成至少两个照明脉冲(L1，L2)。3.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，其中所述相机(16)被配置为以自由运行模式操作。4.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，其中所述空间光调制器(24)是电子控制的空间光调制器(24)，其包括能够独立控制的像素的二维阵列，并且特别地，其中所述控制单元(32)被构造为使所述像素的状态与所述帧信号输出端(38a)同步。5.如权利要求4所述的显微镜，其中所述空间光调制器(24)包括能够单独偏转到第一位置和第二位置的微反射镜(60)的二维阵列。6.如权利要求5所述的显微镜，其中所述控制单元(32)被构造为，对于所述相机(16)的不超过N个连续帧周期的组，使所述空间光调制器(24)的每个微反射镜(60)在时间t1期间进入第一位置并且在时间t2期间进入第二位置，其中0.1<t1/t2<10，特别是其中0.2<t1/t2<5，特别是其中0.33<t1/t2<3，其中N≤100，特别是N≤10，特别是N＝1
7.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，其中所述控制单元(32)被构造为使所述光源(22，22a
‑
22d)脉动，特别是以与所述帧信号输出端(38a)同步的方式。8.如权利要求7和权利要求4至6中的任一项所述的显微镜，其中控制单元(32)被构造为
‑
在给定光脉冲之前的暗阶段期间使像素进入到给定配置，以及
‑
仅当像素处于给定配置时才启动光脉冲。9.如权利要求7或8中的任一项所述的显微镜，其中所述控制单元(32)被构造为对于由所述相机(16)记录的每一帧生成至少两个分离的光脉冲(L1，L2)，其中光脉冲之一(L1)落入相机(16)的积分阶段，而其它(L2)(一个或多个)光脉冲落在积分阶段之外。10.如权利要求9所述的显微镜，其中光脉冲(L1，L2)具有相等的持续时间，对于所有光脉冲(L1，L2)，空间光调制器(24)具有相同的配置(P1，P3)，以及光脉冲被等长的暗阶段分开。11.如权利要求10所述的显微镜，其中所述控制单元(32)适于在光脉冲(L1，L2)之间使空间光调制器(24)进入与在光脉冲(L1，L2)期间的配置(P1，P3)相反的配置(P2，P4)。12.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，其中所述控制单元(32)适于
‑
根据相机(16)记录至少一个先前帧的时间，特别是根据相机(16)记录几个先前帧的时间，预测所述相机(16)将记录下一帧的时间，以及
‑
在用于记录下一帧的预测的时间之前准备所述照明设备(9)的至少一部分。13.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，还包括至少一个光传感器(58a
‑
58d，58)，其适于测量所述光源(22、22a
‑
22d)与所述空间光调制器(24)之间的光强度，其中所述控制单元(32)被构造为
‑
使所述光调制器(24)进入非透射模式，以及
‑
当所述光调制器(24)处于所述非透射模式时，使所述至少一个光源(22，22a
‑
22d)脉动以测量所述光源(22，22a
‑
22d)的亮度。14.如前述权利要求中的任一项所述的显微镜，还包括用于监视光源(22，22a
‑
22d)的亮度的至少一个光传感器(58a
‑
58d，58)，其中所述控制单元(32)适于借助于所述光传感器(58a
‑
58d，58)监视光源(22，22a
‑
22d)的亮度以生成校准参数并且使用校准参数来控制至少一个光源(22，22a
‑
22d)。15.如权利要求14所述的显微镜，包括几个光源(22a
‑
22d)，其中所述控制单元(32)适于在所述相机(16)的积分阶段之外执行校准测量，其中所述校准测量包括以下步骤
‑
将所述空间光调制器(24)置于非透射配置，以及
‑
恰恰开启光源(22a
‑
22d)中的一个并借助于光传感器(58)测量亮度信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：海克斯特莱特股份公司，
类型：发明
国别省市：