大视场液晶自适应光学眼底成像的系统
专利汇可以提供大视场液晶自适应光学眼底成像的系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 眼底 显微成像技术领域，是一种大视场 液晶 自适应光学眼底成像系统。该系统中只设置一个眼底照明 光源 ，在照明支路中先将照明光源放大10倍成像，将此像作为照明眼底的真正光源。在像面处插入电控变径光阑，首先处于小孔 位置 产生“点光源”，触发波前探测器的快 门 开启，随即令照明光源发出第一束脉冲光，波前探测器曝光随即关闭；电控变径光阑切换为大孔以产生“面光源”，计算机顺序进行波前处理、驱动液晶校正器校正波前，随即令照明光源发出第二束脉冲光，即可在成像CCD上获得500微米直径的大视场眼底视锥细胞图像。为使被测者瞳孔与成像光束对准，加入 可视化 瞳孔位置标定辅助光路，使本发明具有很好的临床实用性。，下面是大视场液晶自适应光学眼底成像的系统专利的具体信息内容。
1.一种大视场液晶自适应光学眼底成像的系统，其特征是：
在液晶自适应光学眼底成像系统的照明支路中插入变径光阑，即时改变眼底被照明的面积，既可满足波前探测的点光源要求，又可满足眼底大视场成像的面光源要求； 大视场液晶自适应光学眼底成像的系统包括照明支路、视标支路、探测支路、成像支路、可视化瞳孔位置标定辅助光路；
照明支路由照明光源（1）、第一透镜（2）、视场切换光阑（3）、第二透镜（4）、环形光阑（5）、二向色耦合分束器（8）、第四透镜（9）分光棱镜（13）、第五透镜（12）构成，视标支路由视标点光源（6）、第三透镜（7）、二向色耦合分束器（8）、第四透镜（9）、分光棱镜（13）、第五透镜（12）构成，探测支路由人眼（10）、线性位移机构（11）、第五透镜（12）、分光棱镜（13）、第六透镜（14）、液晶波前校正器（15）、反射镜（16）、第七透镜（17）、PBS偏振分束器（18）、波前探测器（19）构成，成像支路由人眼（10）、线性位移机构（11）、第五透镜（12）、分光棱镜（13）、第六透镜（14）、反射镜（16）、第七透镜（17）、PBS偏振分束器（18）、第八透镜（20）、成像CCD（21）组成；可视化瞳孔位置标定辅助光路由LED（23）、人眼（10）、线性位移机构（11）、第五透镜（12）、分光棱镜（13）、第四透镜（9）、分色片（24）、瞳孔相机（22）构成； 所述的照明光源（1）的波长λ1依据眼底成像组织的光学特性而定，视标光源（6）的波长λ2属于可见光波段，λ2比λ1短，照明瞳孔的LED（23）的波长λ3比λ1还长，即λ2＜λ1＜λ3；
在照明支路中，设置焦距为f1的第一透镜（2）与照明光源（1）相距1.1f1，使照明光源（1）通过第一透镜（2）后在11f1处10倍放大成像，视场切换光阑（3）置于这个像光源处；
第二透镜（4） 和第四透镜（9）组成一对共轭透镜组，使视场切换光阑（3）处的像光源成像为次像光源；二向色耦合分束器（8）与像光源光束的光轴成45°角配置，反射波长为λ1的照明光束，并将其折轴90°；分光棱镜（13）与第四透镜（9）的光轴成45°角配置，使像光源的光束被反射再次折轴90°，然后经第五透镜（12）后到达眼底；第四透镜（9）和第五透镜（12）通过分光棱镜（13）组成共轭透镜组，第五透镜（12）与人眼瞳孔的距离为第五透镜（12）的焦距，第五透镜（12）和人眼（10）组成第二对共轭透镜组，二者被固定在线性位移机构（11）上，调整线性位移机构（11）可使次像光源成像在人眼眼底上；环形光阑（5）紧贴于第二透镜（4）之后，使光束通过环形光阑（5）后变成环形光束入射人眼；第五透镜（12）到第四透镜（9）的光路长度d依赖人眼屈光度数D而变化，按公式（1）进行计算，
d=(1000-Df12)f12/1000+f9 （1）
其中，f9为第四透镜（9）的焦距，f12为第五透镜（12）的焦距，D无单位，且D≥4、其它参量单位为mm；
二向色耦合分束器（8）置于视标支路与照明支路的垂直交汇处，在环形光阑（5）之后，并插在第三透镜（7）与第四透镜（9）之间，形成与两互为垂直的光轴成45°角配置； 在视标支路中，发光波长为可见光波段λ2的视标点光源（6），位于第三透镜（7）的焦点处；第三透镜（7）和第四透镜（9）组成共轭透镜组，使视标点光源（6）在人眼眼底成像； 在探测支路中，从人眼（10）反射出的信号光束通过由人眼（10）和第五透镜（12）组成的共轭透镜组；液晶波前校正器（15）与第六透镜（14）的距离为第六透镜（14）的焦距，第五透镜（12）和第六透镜（14）组成另一对共轭透镜组，将瞳孔成像于液晶波前校正器（15）上；
第六透镜（14）的光轴相对第五透镜（12）的光轴向右侧偏离 4mm～6mm，以使入射和反射出液晶波前校正器（15）的两束光分别左右偏心通过第六透镜（14）；液晶波前校正器（15）校正的偏振方向与PBS偏振分束器（18）的P偏振光对应，从液晶波前校正器（15）反射的光束在到达反射镜（16）时，反射光束与入射光束的光轴间距离为8mm～12mm，使得只有反射光束被反射镜（16）接收，并被反射镜（16）折轴90°进入第七透镜（17），第七透镜（17）与第六透镜（14）间的光路长度为二者的焦距之和；第七透镜（17）和第八透镜（20）是共轭透镜组，二者之间的距离为第七透镜（17）的焦距，二者中间放置PBS分束器（18），将此平行光束分成透射P偏振光和反射S偏振光；S偏振光是未经液晶波前校正器（15）校正、携带眼波像差的光，进入波前探测器（19），从而检测出人眼的波前像差；波前探测器（19）到第七透镜（17）的光路长度为第七透镜（17）的焦距长度，使经过第六透镜（14）和第七透镜（17）这对共轭透镜组将液晶波前校正器（15）成像于波前探测器（19）的孔径位置；
对于成像支路，从人眼（10）到第七透镜（17）这部分光路与探测支路共光路，而从PBS分束器（18）透射的P偏振光才进入成像支路，P偏振光是经液晶波前校正器（15）校正后的无眼波像差的光，通过第八透镜（20）聚焦在成像CCD（21）上，使眼底被照明区域成像； 在可视化瞳孔位置标定辅助光路中，在人眼（10）前上方20mm～30mm距离处放置LED（23），照明被测者瞳孔，经第五透镜（12）和第四透镜（9）使瞳孔成像于第四透镜（9）的左方焦点处；在第四透镜（9）和二向色耦合分束器（8）之间插入的与二向色耦合分束器（8）垂直的分色片（24），使波长大于等于λ3的LED（23）光束垂直反射出光路，进入在第四透镜（9）的折轴焦点处设置的瞳孔相机（22）；
线性位移机构（11）、液晶波前校正器（15）、波前探测器（19）、成像CCD（21）、瞳孔相机（22）和视标点光源（6）都与装有控 制程序的主控计算机相连，照明光源（1）、视场切换光阑（3）通过单片机控制盒间接与主控计算机相连。
2.根据权利要求1所述的大视场液晶自适应光学眼底成像系统，其特征是：
照明支路中的分光棱镜（13）的透反比为9:1；视场切换光阑（3）置于小孔位置，照射在人眼（10）眼底的光斑直径为100±20微米，视场切换光阑（3）置于大孔位置，照射在人眼（10）眼底的光斑直径为400微米～600微米；视场切换光阑（3）的切换响应时间短于30ms； 探测支路中的第五透镜（12）和第六透镜（14）的焦距比等于瞳孔直径与液晶波前校正器（15）口径的比值，使从眼底反射出来的信号光通过分光棱镜（13）后被第六透镜（14）变成与液晶波前校正器（15）孔径匹配的平行光束。
3.根据权利要求1所述的大视场液晶自适应光学眼底成像系统，其特征是：
1）所用照明光源（1）为小型半导体激光器，带有光纤耦合，纤芯直径500μm，发光波长λ1为808nm，输出功率在10mW～20mW范围可调；紧挨着光纤发射端有一由电机控制连续旋转的毛玻璃，旋转速率范围1000rpm～2000rpm，输出激光通过具有75%～80％透过率的毛玻璃，以消除自相干的散斑；
2）第一透镜（2）、第二透镜（4）、第三透镜（7）、第四透镜（9）、第五透镜（12）、第六透镜（14）、第七透镜（17）、第八透镜（20）均为双胶合消色差透镜，且表面镀有增透膜，口径依次为：10mm、25mm、25mm、20mm、20mm、40mm、20mm、20mm，焦距依次为：20mm、250mm、250mm、
250mm、200mm、250mm、86mm、100mm；
3）所用视场切换光阑（3）为两叶式电控机械光阑，通电开启 为大孔时直径5mm，关闭电源还原为小孔时直径1mm；开启电压12V，开启响应时间26ms；初始处于小孔位置，照射在人眼眼底的圆形光斑直径为100微米；探测完毕后切换为大孔，照射在人眼眼底的圆形光斑直径为500微米；
4）所用的分光棱镜（13）对808nm波长眼底照明光的透反比为9:1；
5）采用发光波长λ2为550nm的发光二极管作为视标点光源（6）；
6）所用二向色耦合分束器（8），口径25mm，对λ1=808nm波长的眼底照明光具有95％的反射率，对λ2=550nm波长的视标光具有95％的透过率；
7）所用液晶校正器（15），纯位相型反射式LCOS器件，美国BNS公司生产，型号
P512-0785，通光窗口7.68mm×7.68mm，象素数512×512，中心校正波长785nm，液晶对驱动电压的响应时间为15ms；
8）所用波前探测器（19），为哈特曼型，有效微透镜数为91，2.5mm接收孔径，配置的CCD为英国ANDOR公司生产，型号EM-DV897,128×128像素，量子效率在808nm波长处为70％，波前探测速度200Hz，测量误差峰谷值0.05λ1，均方根值0.01λ1；
9）所用成像CCD相机（21）为高灵敏度科学级CCD,英国ANDOR公司生产，型号
EM-DV897,512×512像素；
10）所用瞳孔相机（22）为COOKE公司生产的CCD相机，型号Pixel Fly QE,1390×1024像素；
11）所用LED（23）为红外二极管光源，发光波长λ3为830nm～900nm波段，功率
600μW；
12）所用分色片（24），口径25mm，是截止波长为830nm的长波通滤光片，对波长大于
830nm的光具有95％的反射率，对波长小于830nm的光具有95％的透过率；
13）第六透镜（14）的光轴相对第五透镜（12）的光轴向右侧偏 离5mm的距离，使入射和反射出液晶波前校正器（15）的两束光分离10mm；调节线性位移机构（11）使第四透镜（9）到第五透镜（12）的光路长度d=250mm；
14）所用PBS分束器（18）,直径50mm，当808nm波长的眼底照明光透过时分出的P偏
-3
振光的消光比为1×10 ；
15）所用环形光阑（5）的外径7.3mm、内径3mm，通过第四透镜（9）、分光棱镜（13）和第五透镜（12）成像到人眼瞳孔位置，其像的外径略小于瞳孔为5.8mm、内径2.4mm；
16）所用的线性位移机构（11）为一维位移器，位移精度0.01mm，行程120mm；
17）所用的反射镜（16）为薄型平面反射镜，面积15mm×15mm,厚度2mm，反射率95％。
大视场液晶自适应光学眼底成像的系统
技术领域
背景技术
发明内容
22、LED23、分色片24组成。系统包括照明支路、视标支路、探测支路、成像支路、可视化瞳孔位置标定辅助光路。
12通过分光棱镜13组成共轭透镜组，用于将环形光阑5成像于人眼瞳孔处，调整环形光阑
5的外直径使入眼环形光束的外直径略小于被测人眼瞳孔的直径。第五透镜12到第四透镜
9的光路长度d依赖人眼屈光度数D而变化，需按公式(1)进行计算，
二向色耦合分束器8置于视标支路与照明支路的垂直交汇处，在环形光阑5之后，并插在第三透镜7与第四透镜9之间，形成与两互为垂直的光轴成45°角配置。二向色耦合分束器
8的作用是利用照明光源1与视标点光源6的光波长不同，反射照明光使其折角90°、同时透射视标光，形成二光束共光路进入后续系统，基于这个设计，才能通过人眼盯视视标点光源6来选择和控制眼底成像区域。
15成像于波前探测器19的孔径位置。
附图说明
具体实施方式
250mm、86mm、100mm。
2.4mm。
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