一种高普适性的眼底自适应光学成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高普适性的眼底自适应光学成像系统，属于自适应光学领域。所述系统通过采用间距可调的四反射镜系统来匹配不同屈光度的人眼，能够对人眼屈光度在

【技术实现步骤摘要】
一种高普适性的眼底自适应光学成像系统


[0001]本专利技术涉及一种高普适性的眼底自适应光学成像系统，属于自适应光学领域。

技术介绍

[0002]眼底视网膜是人体内部唯一可在活体、无创条件下用光学成像技术观察其状态的组织，对其进行高分辨率成像在脑动脉硬化、糖尿病等疾病的早期诊断等方面是十分重要的(杨洁.糖尿病视网膜病变的相关因素分析[D].新疆医科大学，2015.)，这些疾病的早期症状会在眼底视锥细胞和微血管发生病变。视锥细胞的大小是2
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5μm，视网膜微血管的直径约是5
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8μm，这超过了传统眼底相机的分辨能力(Gill J S,Moosajee M,Dubis A M.Cellular imaging of inherited retinal diseases using adaptive optics[J].Eye,2019,33(5).)。利用自适应光学(AO)技术补偿人眼像差，是获得人眼眼底视网膜细胞、微血管高分辨率图像的重要手段。
[0003]目前，国内外对基于自适应光学的眼底成像技术进行了大量研究，研制了不同类型的系统，主要如下：1)基于液晶波前校正器的自适应光学系统(程少园,胡立发,曹召良,等.液晶自适应光学在人眼眼底高分辨率成像中的应用[J].中国激光,2019,46(7):0704009.)，该系统基于液晶波前校正器实现，而液晶具有高像素密度、低电压和可编程控制等优点；2)基于双压电变形镜的自适应光学系统，该系统利用两个压电变形镜分别对眼底的高阶和低阶像差进行校正，能量利用率高，但其驱动电压高，变形镜尺寸较大，整体结构较大(系统总体尺寸约1400mm
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800mm)，成本高；3)自适应光学系统与光学相干层析技术、激光扫描检眼镜等成像模式结合的AO
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OCT
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SLO技术，它具备了大视场、深度方向的高分辨率成像能力，这些系统通常采用最先进的硬件和技术，分辨率或视场等个别性能突出，但成本高，导致系统的性价比不突出，也限制了自适应光学眼底成像系统的临床应用。临床应用中要求成像系统不仅能对视力健康的人群进行检测，同时也能对不同近视程度的人群进行检测，因此，需要提高自适应光学成像系统的普适性，降低系统成本。
[0004]在低成本眼底成像系统研制方面，人们也进行了大量研究。Betul Sahin等人提出基于瞳孔跟踪测量实时估计人眼的像差，来控制变形镜进行畸变补偿，无需波前传感器(BETUL,SAHIN,BARBARA,et al..Adaptive optics with pupil tracking for high resolution retinal imaging[J].Biomedical optics express,2012,3(2):225
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239.)。Marwan Suheimat基于MEMS(Micro Electro Mechanical System)进行波前补偿(SUHEIMAT M,DAINTY C.POSTER SESSION.High resolution flood illumination retinal imaging system with adaptive optics[C]//8th International Workshop on Adaptive Optics for Industry and Medicine.2020)，但对不同人眼屈光度的调节范围较小，MEMS的波前校正范围也较小，应用时普适性将比较差。Fuensanta等人所设计的眼底成像自适应光学系统(Fuensanta A.Vera
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az and Nathan Doble,The Human Eye and Adaptive Optics,Topics in Adaptive Optics,Edited by Dr.Bob Tyson,Publisher InTech,Published online 20,January,2012)则只能针对视力正常人眼或屈光度小的人眼眼底进行高分辨率
成像，普适性较差。

技术实现思路

[0005]为了解决不同屈光度人眼的成像问题，提高高分辨率眼底自适应光学成像系统的普适性，本专利技术提供了一种光路设计，采用间距可调节的正、负轴锥透镜来控制环形光的直径，采用间距可调的四反射镜系统来匹配不同屈光度的人眼，采用大相位调制量的音圈变形镜来对眼底像差进行校正。既可以满足视力正常人眼的高分辨率成像，也可以针对高屈光不正的人眼进行调节和高分辨率成像。目的是提供一种高普适性的高分辨率眼底成像自适应光学系统。
[0006]一种高普适性的眼底自适应光学成像系统，所述系统包括五个子系统：视标盯视子系统、照明子系统、探测子系统、成像子系统和瞳孔监视子系统；其中，所述视标盯视子系统用于避免人眼由于无目标盯视导致无规律乱动，同时通过移动视标引导人眼盯视方向改变，从而改变眼底成像区域；所述照明子系统用于为眼底成像区域提供照明；所述探测子系统用于对人眼像差进行测量；所述成像子系统用于对眼底视网膜进行成像；所述瞳孔监视子系统用于在成像过程中进行辅助对准；
[0007]所述系统采用间距可调节的正、负轴锥透镜来控制环形光的直径，采用间距可调的四反射镜系统来匹配不同屈光度的人眼，采用大相位调制量的音圈变形镜来对眼底像差进行校正，实现对于不同瞳孔大小、不同屈光度人眼的成像。
[0008]可选的，所述系统包括第一光源1，第二光源2，第一透镜3和第二透镜4，第一分光棱镜5，负轴锥透镜6和正轴锥透镜7，第二分光棱镜8，第三分光棱镜9，第三透镜10，分光片11，第一反射镜12，第二反射镜13，第三反射镜14，第四反射镜15，第四透镜16，人眼或者模拟人眼17，第五透镜18，变形镜19，第五反射镜20，第六透镜21，分色片22，夏克哈特曼波前探测器23，第七透镜24，成像相机25，瞳孔相机26，第八透镜27和LED视标光源28；
[0009]其中，第一反射镜12，第二反射镜13，第三反射镜14，第四反射镜15构成间距可调的四反射镜系统，且第二反射镜13和第三反射镜14互相垂直，第一反射镜12和第四反射镜15互相垂直，通过调节两组相互垂直的反射镜之间的距离匹配不同人眼的瞳孔。
[0010]可选的，所述第一光源1位于所述第一透镜3的焦面上，所述第二光源2位于所述第二透镜4的焦面上；所述第一光源1发出的光经过所述第一透镜3后所成的平行光，或者，所述第二光源2发出的光经过所述第二透镜4后所成的平行光依次通过负轴锥透镜6和正轴锥透镜7后为平行的环形光；所述负轴锥透镜6和正轴锥透镜7的锥角相同；
[0011]所述环形光的内径r2为：
[0012][0013]其中，r1是入射光束的半径，d是正、负轴锥透镜之间的距离，α为正、负轴锥透镜的锥角，n是轴锥透镜的折射率。
[0014]可选的，匹配不同人眼的瞳孔时，两组相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高普适性的眼底自适应光学成像系统，其特征在于，所述系统包括五个子系统：视标盯视子系统、照明子系统、探测子系统、成像子系统和瞳孔监视子系统；其中，所述视标盯视子系统用于避免人眼由于无目标盯视导致无规律乱动，同时通过移动视标引导人眼盯视方向改变，从而改变眼底成像区域；所述照明子系统用于为人眼眼底成像区域提供照明；所述探测子系统用于对人眼像差进行测量；所述成像子系统用于对眼底视网膜进行成像；所述瞳孔监视子系统用于在成像过程中进行辅助对准；所述系统采用间距可调节的正、负轴锥透镜来控制环形光的直径，采用间距可调的四反射镜系统来匹配不同屈光度的人眼，采用大相位调制量的音圈变形镜来对眼底像差进行校正，实现对于不同瞳孔大小、不同屈光度人眼的成像。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括第一光源(1)，第二光源(2)，第一透镜(3)和第二透镜(4)，第一分光棱镜(5)，负轴锥透镜(6)和正轴锥透镜(7)，第二分光棱镜(8)，第三分光棱镜(9)，第三透镜(10)，分光片(11)，第一反射镜(12)，第二反射镜(13)，第三反射镜(14)，第四反射镜(15)，第四透镜(16)，人眼或者模拟人眼(17)，第五透镜(18)，变形镜(19)，第五反射镜(20)，第六透镜(21)，分色片(22)，夏克哈特曼波前探测器(23)，第七透镜(24)，成像相机(25)，瞳孔相机(26)，第八透镜(27)和LED视标光源(28)；其中，第一反射镜(12)，第二反射镜(13)，第三反射镜(14)，第四反射镜(15)构成间距可调的四反射镜系统，且第二反射镜(13)和第三反射镜(14)互相垂直，第一反射镜(12)和第四反射镜(15)互相垂直，通过调节两组相互垂直的反射镜之间的距离匹配不同人眼的瞳孔。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一光源(1)位于所述第一透镜(3)的焦面上，所述第二光源(2)位于所述第二透镜(4)的焦面上；所述第一光源(1)发出的光经过所述第一透镜(3)后所成的平行光，或者，所述第二光源(2)发出的光经过所述第二透镜(4)后所成的平行光依次通过负轴锥透镜(6)和正轴锥透镜(7)后为平行的环形光；所述负轴锥透镜(6)和正轴锥透镜(7)的锥角相同；所述环形光的内径r2为：其中，r1是入射光束的半径，d是正、负轴锥透镜之间的距离，α为正、负...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立发，杨燕燕，姜律，华晟骁，冯佳濠，胡鸣，王红燕，张琪，徐星宇，吴晶晶，俞琳，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：