本发明专利技术公开了一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，包括光源模块、照明模块和成像模块，特点是还包括多焦均匀平场照明模块、照明扫描模块、光子重组模块、成像扫描模块和二向色镜，照明模块包括长工作距物镜，光源模块发射单色激光经过多焦均匀平场照明模块，通过二向色镜将点阵列照明光输入照明扫描模块，经过照明模块到达待检测角膜，待检测角膜产生的荧光作为点阵列成像光沿着照明光路反射，经过二向色镜输入光子重组模块，经过成像扫描模块到达成像模块，优点是多焦均匀平场照明模块和光子重组模块结合，增加了图像分辨率和视场；并通过照明扫描模块和成像扫描模块来实现快速成像；通过选取长工作距物镜，实现了非接触式角膜扫描。描。描。
【技术实现步骤摘要】
一种基于并行共聚焦的角膜检测装置及角膜检测方法
[0001]本专利技术涉及一种角膜检测仪器，尤其是涉及一种基于并行共聚焦的角膜检测装置及角膜检测方法。
技术介绍
[0002]共聚焦技术作为一种非接触、无损的检测手段，具有优越的光切片和3维重建功能，在生物学研究和医疗领域具有极为重要的作用。
[0003]传统的共聚焦扫描方法每次只能探测一个点，探测效率极其低下，无法满足快速成像的要求。为了提高共聚焦测量技术的效率，传统共聚焦发展出了多种并行共聚焦方法，目前来说，较为成熟的并行共聚焦方法主要有以下几种：微透镜阵列扫描法、Nipkow盘并行扫描法和狭缝式共焦扫描法。
[0004]目前，大多数商用角膜检测仪器是基于传统共聚焦扫描原理，成像效率低，并且只能从角膜前撕裂膜、角膜基质和内皮中捕获图像。由于正常的不自主眼球运动和微眼跳，不可能在角膜前表面设置“零”深度，因此捕捉到的图像在角膜内的确切深度无法严格确定。患者在进行检查时，需要进行角膜表面麻醉，同时被要求用一只眼睛注视一个近的目标，检查过程中会接触到患者的角膜，导致患者体验感较差，并可能会造成角膜损伤及感染。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无需进行角膜接触，成像质量好、成像速度快的基于并行共聚焦的角膜检测仪器及角膜检测方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案之一为：一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，包括：
[0007]光源模块，用于产生准直的单色激光；
[0008]照明模块，用于将单色激光照射到待检测角膜上；
[0009]成像模块，用于将接收到的角膜信息成像并处理；
[0010]还包括：
[0011]多焦均匀平场照明模块，用于将单色激光调制为光强均匀的点阵列照明光；
[0012]照明扫描模块，将点阵列照明光投射到待检测角膜并实现快速扫描；
[0013]光子重组模块，用于缩小点阵列成像光的光斑直径，生成高分辨率的点阵列成像光；
[0014]成像扫描模块，用于将点阵列成像光投射到所述的成像模块并实现快速成像；和
[0015]二向色镜，用于反射照明光和透射成像光；
[0016]所述的照明模块包括长工作距物镜，所述的光源模块发射单色激光经过所述的多焦均匀平场照明模块，通过所述的二向色镜将点阵列照明光输入所述的照明扫描模块，经过所述的照明模块到达待检测角膜，待检测角膜产生的荧光作为点阵列成像光沿着照明光路反射，经过所述的二向色镜输入所述的光子重组模块，经过所述的成像扫描模块到达所
述的成像模块。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于，多焦均匀平场照明模块和光子重组模块结合，增加了图像分辨率和视场；并通过照明扫描模块和成像扫描模块来实现快速成像；同时通过选取长工作距物镜，实现了非接触式角膜扫描，提高了患者舒适度。
[0018]优选地，所述多焦均匀平场照明模块包括：
[0019]消相干单元，由聚焦透镜、旋转漫射器和准直透镜组成，用于接收光源模块发出的单色激光，产生消相干平行光束；
[0020]缩束单元，由第一缩束透镜和第二缩束透镜缩束透镜组成，用于减小平行光束的光束直径，缩束系数为第二缩束透镜焦距与第一缩束透镜焦距的比值；和
[0021]均匀照明单元，由第一微透镜阵列、第二微透镜阵列傅里叶透镜和第三微透镜阵列组成，从所述的缩束单元出射的平行光束经过所述的第一微透镜阵列和所述的第二微透镜阵列到达所述的傅里叶透镜，通过所述的傅里叶透镜，在第三微透镜阵列所在平面形成光强均匀的光场，并于第三微透镜阵列的后焦面上产生光强均匀的多焦点阵列，所述的第二微透镜阵列和所述的傅里叶透镜的间距为所述的傅里叶透镜的焦距，使得第三微透镜阵列产生的点阵列照明光间距守恒。
[0022]优选地，所述的照明扫描模块由第一扫描透镜、第一振镜正反射面、第二扫描透镜、第三扫描透镜、第二振镜和第四扫描透镜组成，所述的第一扫描透镜将点阵列照明光会聚成重叠的光斑，由所述的第一振镜正反射面接收并将会聚的光斑反射，经过所述的第二扫描透镜和所述的第三扫描透镜构成的4f系统后，在所述的第二振镜上再次形成光斑，所述的第四扫描透镜将重叠的光斑重新发散为点阵列照明光后输入到所述的照明模块。由两个扫描透镜构成的4f系统前后焦面上为互相重叠的阵列光斑，通过控制振镜反射光斑，使得扫描过程更稳定。
[0023]优选地，所述光子重组模块包括
[0024]微孔阵列，用于排除点阵列成像光的失焦光和杂散光；和
[0025]第四微透镜阵列，用于缩小点阵列成像光中所有光斑的直径，生成高分辨率的点阵列成像光；
[0026]所述的微孔阵列与所述的第四微透镜阵列之间设置有配合成像和延长光路的光束传递模块。
[0027]优选地，所述的光束传递模块包括第一长焦扫描透镜和第二长焦扫描透镜，将位于微孔阵列的点阵列成像光共轭到第四微透镜阵列的后焦面处。
[0028]优选地，所述的成像扫描模块由第五扫描透镜、第一振镜背反射面、第六扫描透镜、第七扫描透镜、第三振镜和第八扫描透镜组成，所述的第五扫描透镜将点阵列成像光会聚成重叠的光斑，由所述的第一振镜背反射面接收并将会聚的光斑反射，经过所述的第六扫描透镜和所述的第七扫描透镜构成的4f系统后，在所述的第三振镜上再次形成光斑，所述的第八扫描透镜将重叠的光斑重新发散为点阵列成像光后输入到所述的成像模块。
[0029]优选地，所述的成像模块由接收点阵列成像光的相机以及采集卡和计算机组成，所述的计算机用于控制振镜扫描，处理并生成角膜图像。
[0030]优选地，所述的光源模块由激光器以及依次布置的单模光纤、激光准直透镜和第一平面反射镜组成。
[0031]使用上述的角膜检测装置进行的角膜检测方法，具体步骤如下：
[0032]S1：将光源模块发出的光束光强经过多焦均匀平场照明模块均匀化且聚焦为多焦点阵列，作为点阵列照明光；点阵列照明光经过二向色镜输入照明扫描模块，经过照明模块到达并聚焦在待检测角膜平面；
[0033]S2：待检测角膜产生的荧光以点阵列成像光反向经过照明光路，再经过二向色镜透射进入光子重组模块，经过成像扫描模块到达成像模块，聚焦在成像模块的相机上；
[0034]S3：相机采集荧光信号；
[0035]S4：控制照明扫描模块和成像扫描模块，重复S1
‑
S3，直到完成全部视场扫描；
[0036]S5：成像模块的计算机通过反卷积算法来处理得到角膜图像。
[0037]优选的，所述的反卷积算法的处理步骤如下：
[0038](1)根据选取的激光光源波长、荧光波长以及物镜参数，分别计算出理论激发光点扩散函数和荧光点扩散函数；
[0039](2)将激发光点扩散函数和荧光点扩散函数相乘，得到理想点扩散函数；
[0040](3)利用理想点扩散函数和jRL(joint Richardson—Lucy decon本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，包括：光源模块，用于产生准直的单色激光；照明模块，用于将单色激光照射到待检测角膜上；成像模块，用于将接收到的角膜信息成像并处理；其特征在于，还包括：多焦均匀平场照明模块，用于将单色激光调制为光强均匀的点阵列照明光；照明扫描模块，将点阵列照明光投射到待检测角膜并实现快速扫描；光子重组模块，用于缩小点阵列成像光的光斑直径，生成高分辨率的点阵列成像光；成像扫描模块，用于将点阵列成像光投射到所述的成像模块并实现快速成像；和二向色镜，用于反射照明光和透射成像光；所述的照明模块包括长工作距物镜，所述的光源模块发射单色激光经过所述的多焦均匀平场照明模块，通过所述的二向色镜将点阵列照明光输入所述的照明扫描模块，经过所述的照明模块到达待检测角膜，待检测角膜产生的荧光作为点阵列成像光沿着照明光路反射，经过所述的二向色镜输入所述的光子重组模块，经过所述的成像扫描模块到达所述的成像模块。2.根据权利要求1所述的一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，其特征在于，所述多焦均匀平场照明模块包括：消相干单元，由聚焦透镜、旋转漫射器和准直透镜组成，用于接收光源模块发出的单色激光，产生消相干平行光束；缩束单元，由第一缩束透镜和第二缩束透镜缩束透镜组成，用于减小平行光束的光束直径，缩束系数为第二缩束透镜焦距与第一缩束透镜焦距的比值；和均匀照明单元，由第一微透镜阵列、第二微透镜阵列傅里叶透镜和第三微透镜阵列组成，从所述的缩束单元出射的平行光束经过所述的第一微透镜阵列和所述的第二微透镜阵列到达所述的傅里叶透镜，通过所述的傅里叶透镜，在第三微透镜阵列所在平面形成光强均匀的光场，并于第三微透镜阵列的后焦面上产生光强均匀的多焦点阵列，所述的第二微透镜阵列和所述的傅里叶透镜的间距为所述的傅里叶透镜的焦距。3.根据权利要求1所述的一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，其特征在于，所述的照明扫描模块由第一扫描透镜、第一振镜正反射面、第二扫描透镜、第三扫描透镜、第二振镜和第四扫描透镜组成，所述的第一扫描透镜将点阵列照明光会聚成重叠的光斑，由所述的第一振镜正反射面接收并将会聚的光斑反射，经过所述的第二扫描透镜和所述的第三扫描透镜构成的4f系统后，在所述的第二振镜上再次形成光斑，所述的第四扫描透镜将重叠的光斑重新发散为点阵列照明光后输入到所述的照明模块。4.根据权利要求1所述的一种基于并行共聚焦的角膜检测装置，其特征在于，所述光子重组模块包括微孔阵列，用于排除点阵列成像光的失焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈友华，胡慧勤，杜匡为，周达凯，匡翠方，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：
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