一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路。该电路包括主控板和信号采集与控制板，信号采集与控制板连接到主控板；信号采集与控制板分别与光源和振镜相连，光源用于为视网膜提供入射光，振镜用于调制入射光进入视网膜的入射角度；主控板直接或者通过信号采集与控制板连接光探测器，光探测器用于探测从视网膜反射回来的反馈光束；主控板获得光探测器探测的第一信号，计算生成第一控制信号并传输至信号采集与控制板，信号采集与控制板依据第一控制信号控制振镜的偏转状态。本发明专利技术的电路可以实现高速眼球运动跟踪和/或实时像差补偿，进而能实现高精度的图像采集和图像跟踪等功能。像跟踪等功能。像跟踪等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路


[0001]本专利技术涉及光路控制
，更具体地说，涉及一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路。

技术介绍

[0002]视网膜是人眼重要的组成部分，目前全球大约超过十亿人患有视网膜相关疾病，为了更有效的实现对视网膜相关疾病的治疗，对其治疗装置的优化是必不可免的，也就是说视网膜的高分辨成像装置对于视网膜相关疾病的诊断和疗效评估有着重大意义。
[0003]早期视网膜成像装置主要是基于裂隙灯或眼底照相机，但是这些技术手段都会受到不完美人眼的像差影响，导致成像分辨率低，无法观察到视网膜微观细胞级结构。
[0004]研究人员LiangJunzhong等(Liang et al.“Supernormal vision and high
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resolution retinalimaging through adaptive optics”,J.Opt.Soc.Am.A/Vol.14,No.11/Nov.1997)提出了一种基于共聚焦的自适应光学视网膜成像装置，其可以实时动态探测，补偿人眼像差，提升一个数量级的横向分辨率。
[0005]研究人员Donald.Miller等(Yan Zhang,JungtaeRha,Ravi S.Jonnal,and Donald T.Miller“Adaptive optics parallel spectral domain optical coherence tomography for imaging the living retina”,Optics Express,Vol.13,No.12/Jun.2005)提出了一种光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography，简称OCT)与自适应光学结合的成像装置，其可以在维持高横向分辨能力的基础上进一步提升纵向分辨能力。但是，该成像装置不能跟踪眼球运动，且图像采集效率会受到人眼运动的影响。
[0006]现有眼科视网膜成像设备，例如SLO、LSO、AO、OCT等眼科成像系统，都设置有用于改变光路的振镜，以实现目标区域的扫描。这些设备的扫描成像方式可以分为两种：一种采用线相机成像，一次可以采集二维图像中的一行数据；一种采用点扫描成像，一般利用光电模块将光信号转化为模拟电压信号。由于扫描方式不同，上述成像系统需要单独配置适于各自扫描方式的控制电路。
[0007]因此，期望能有适于不同光学系统实时获取高分辨率视网膜图像的通用型控制电路，并且控制过程简单、可靠、高速，以实现高精度的图像采集和图像跟踪等功能。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，技术方案如下：
[0009]一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，包括主控板和信号采集与控制板，信号采集与控制板连接到主控板；
[0010]所述信号采集与控制板分别与光源和振镜相连，所述光源用于为视网膜提供入射光，所述振镜用于调制入射光进入视网膜的入射角度；所述主控板直接或者通过信号采集与控制板连接到光探测器，所述光探测器用于探测从视网膜反射回来的反馈光束；
[0011]所述主控板获得光探测器探测的第一信号，计算生成第一控制信号并传输至信号采集与控制板，信号采集与控制板依据所述第一控制信号控制振镜的偏转状态，实现眼球运动跟踪。
[0012]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述主控板根据第一信号生成实时二维视网膜反射图像，并解算二维视网膜反射图像当前帧相对于上一帧或保存的静态图像的横向和纵向相对位移值，然后在所述第一控制信号上分别叠加一个与相对位移值等大的横向与纵向偏转值，以此实现高速实时眼球运动跟踪。
[0013]优选的，所述主控板被配置为：当所述光探测器探测到的数据满足预设行数时，将数据作为所述第一信号进行获取；
[0014]所述主控板根据第一信号生成的所述实时二维视网膜反射图像具体是一帧二维视网膜反射图像中的一部分，所述横向和纵向相对位移值具体是根据当前帧二维视网膜反射图像的一部分相对于上一帧或保存的静态图像解算的。
[0015]优选的，所述主控板还与OCT探测器连接，所述OCT探测器用于探测所述反馈光束中的OCT光；所述主控板将所述OCT探测器所探测的信号生成视网膜三维图像；
[0016]所述主控板还被配置为：当所述光探测器探测到的数据满足预设行数时，同步获取一段OCT探测器所探测的信号，该信号具体是一整幅视网膜三维图像中的一部分；所述主控板还根据所述横向和纵向相对位移值确定该部分的图像在一整幅视网膜三维图像中的位置，按所述位置累积多部分视网膜三维图像，并组合成一整幅视网膜三维图像。
[0017]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述主控板还分别与波前探测器和补偿镜连接，所述波前探测器用于探测所述反馈光束中的一部分反射光，所述补偿镜用于调制入射光的波前相位；所述主控板根据所述波前探测器所探测的第二信号计算生成第二控制信号，并依据所述第二控制信号控制所述补偿镜的补偿状态，实现实时像差补偿。
[0018]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述信号采集与控制板包括电平转换电路和数模转换电路，所述电平转换电路与光源相连，所述数模转换电路与振镜相连；当所述信号采集与控制板连接光探测器时，所述信号采集与控制板还包括信号采集电路，所述信号采集电路与光探测器相连。
[0019]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述数模转换电路具体包括第一DA转换器、第二DA转换器、与第一DA转换器相连的电压跟随电路以及与第二DA转换器相连的电压放大电路；所述电压跟随电路与光源相连，电压放大电路与振镜相连；
[0020]所述信号采集电路具体包括AD转换器以及与AD转换器相连的信号放大电路，所述信号放大电路与光探测器相连；
[0021]所述第一DA转换器、第二DA转换器、AD转换器和电平转换电路均与主控板通信连接。
[0022]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述振镜包括第一振镜和第二振镜，所述第一振镜用于反馈光束的纵向扫描和纵向跟踪；所述第二振镜用于反馈光束的横向跟踪；所述电压放大电路输出第一差分模拟信号和第二差分模拟信号以分别控制第一振镜和第二振镜的偏转状态。
[0023]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，
[0024]所述振镜还包括第三振镜，第三振镜用于反馈光束的横向扫描；所述第三振镜与所述电压跟随电路连接，所述电压跟随电路输出模拟信号以控制第三振镜的偏转状态。
[0025]优选的，在上述一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路中，所述振镜还包括第四振镜，第四振镜用于OCT光的横向扫描；所述第四振镜与所述电压放大电路连接，所述电压放大电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，其特征在于，包括主控板和信号采集与控制板，信号采集与控制板连接到主控板；所述信号采集与控制板分别与光源和振镜相连，所述光源用于为视网膜提供入射光，所述振镜用于调制入射光进入视网膜的入射角度；所述主控板直接或者通过信号采集与控制板连接到光探测器，所述光探测器用于探测从视网膜反射回来的反馈光束；所述主控板获得光探测器探测的第一信号，计算生成第一控制信号并传输至信号采集与控制板，信号采集与控制板依据所述第一控制信号控制振镜的偏转状态，实现眼球运动跟踪。2.根据权利要求1所述的一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，其特征在于，所述主控板根据第一信号生成实时二维视网膜反射图像，并解算二维视网膜反射图像当前帧相对于上一帧或保存的静态图像的横向和纵向相对位移值，然后在所述第一控制信号上分别叠加一个与相对位移值等大的横向与纵向偏转值，以此实现高速实时眼球运动跟踪。3.根据权利要求2所述的一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，其特征在于，所述主控板被配置为：当所述光探测器探测到的数据满足预设行数时，将数据作为所述第一信号进行获取；所述主控板根据第一信号生成的所述实时二维视网膜反射图像具体是一帧二维视网膜反射图像中的一部分，所述横向和纵向相对位移值具体是根据当前帧二维视网膜反射图像的一部分相对于上一帧或保存的静态图像解算的。4.根据权利要求3所述的一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，其特征在于，所述主控板还与OCT探测器连接，所述OCT探测器用于探测所述反馈光束中的OCT光；所述主控板将所述OCT探测器所探测的信号生成视网膜三维图像；所述主控板还被配置为：当所述光探测器探测到的数据满足预设行数时，同步获取一段OCT探测器所探测的信号，该信号具体是一整幅视网膜三维图像中的一部分；所述主控板还根据所述横向和纵向相对位移值确定该部分的图像在一整幅视网膜三维图像中的位置，按所述位置累积多部分视网膜三维图像，并组合成一整幅视网膜三维图像。5.根据权利要求1至4之一所述的一种实现高速实时眼球跟踪的视网膜成像控制电路，其特征在于，所述主控板还分别与波前探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾，周鹏，张杰，
申请(专利权)人：南京博视医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：