专利名称：一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜系统，涉及自适应波前探测与校正技术领域，属于人眼视网膜成像医疗设备制造技术领域。
背景技术：
人眼视网膜图像中包含了眼科疾病与部分全身疾病诊断和治疗中不可或缺的信息，如老年视网膜黄斑病变、青光眼和糖尿病等。为了医疗工作者更好、更早及更准确的发现和诊断相关疾病，提高眼底图像质量是非常必要的。R.H. Webb等发明的激光扫描共焦检眼镜是ー种比较常用的眼底成像装置。但是，作为检眼镜光学系统重要组成部分的人眼本身并不是ー个完美的光学系统，它给成像系统带来各种像差，严重降低成像质量。从而很难观测到活体人眼视网膜的精细结构。但是，自适应光学技术的应用使这种情况得到了改善。 自适应光学技术利用光电子器件实时探測波前像差，用快速电子系统进行计算与控制，用波前校正器进行实时动态像差校正，从而实现高质量成像。激光扫描共焦检眼镜引入自适应光学技术，利用自适应光学系统实时探測与校正人眼动态像差，实现活体人眼视网膜高质量成像。中国专利“一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统”申请号201010197028. 0中，介绍了ー种基于自适应光学的反射式激光扫描共焦检眼镜系统，将自适应光学技术与激光扫描共焦检眼镜技术的结合起来，利用两者的优点，有效地提高了视网膜图像的质量。但是，由于在自适应光学系统中只使用了一个波前校正器校正人眼像差及提供共焦层析所需离焦，像差校正精度及范围有限。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，改善自适应光学激光扫描共焦检眼镜的人眼波前像差探測与校正能力，从而提高自适应光学激光扫描共焦检眼镜的眼底视网膜图像质量。本发明采用的技术方案为一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，主要包括光源准直系统、缩扩束系统、波前探測与校正系统、ニ维扫描振镜系统和数据采集与处理系统，所述的光源准直系统，由激光器、准直镜与分光镜组成；所述的缩扩束系统，由球面反射镜与球面反射镜、球面反射镜与球面反射镜、球面反射镜与球面反射镜、球面反射镜与球面反射镜和球面反射镜、平面反射镜和球面反射镜组成；所述的波前探测与校正系统，由分光镜、波前校正器、波前校正器、波前探测器及自适应光学控制计算机组成；所述的ニ维扫描振镜系统，由X扫描振镜与Y扫描振镜组成；所述的数据采集及处理系统，由平面反射镜、人眼、集光镜、针孔、光电倍增管、同步电路及数据采集与处理计算机组成；波前传感器探测人眼像差，两个波前校正器校正所得人眼波前像差，波前校正器分别为波前校正器与波前校正器；其中激光器发出光经准直系统、反射式缩束扩束系统、波前校正器、ニ维扫描振镜后，以人眼自身屈光系统为物镜将平行光聚焦到视网膜上的物点；视网膜物点散射光携带该点強度信息与人眼像差信息，沿原光路返回后到达分光镜；分光镜的透射光进入波前传感器，測量人眼波前像差，经波前复原与控制算法计算补偿波前像差所需的波前校正器与波前校正器驱动器的控制信号，实时校正人眼像差；分光镜的反射光经集光镜及针孔后进入光电倍增管实现光电转换,获取视网膜上物点的强度信息,X方向扫描振镜与Y方向扫描振镜产生的同步电压及光电倍增管获取的強度信息输入数据采集与处理系统，进行采样与数模转换确定某时刻采集的強度信息与视网膜上物点对应关系，并最终获得视网膜上某矩形区域的強度信息。
进ー步的，波前传感器可以是光栅剪切干渉波前传感器、哈特曼波前传感器、波前曲率传感器、外差点衍射干涉传感器或四棱锥波前传感器。进ー步的，波前校正器可以是连续表面分立压电驱动变形镜、分立表面压电驱动变形镜、微电子机械系统分立表面变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜或液晶空间光调制器。进ー步的，波前校正器可以是连续表面分立压电驱动变形镜、分立表面压电驱动变形镜、微电子机械系统分立表面变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜或液晶空间光调制器。本发明与现有技术相比具有如下优点( I )、将双波前校正器技术引入自适应光学激光扫描共焦检眼镜中，获得比单波前校正器自适应光学激光扫描共焦检眼镜更准确的校正效果，更大的校正范围，从而获得更好的视网膜图像；(2)、两个波前校正器分别校正幅值较大的低阶像差与幅值较小的高阶像差，根据不同波前像差补偿特点，使得我们对波前校正器选择更有针对性。
图I为本发明装置构成图，其中I为半导体激光器，2与23分别为第一第二透镜，3与21分别为第一、第二分光镜，4、5、7、8、10、11、13、14、16与18分别为第一至第十球面反射镜，6与9分别为第一、第二波前校正器,12为X扫描振镜，15为Y扫描振镜，17与19分别为第一、第二平面反射镜，20为活体人眼，22为哈特曼波前传感器，24为光探测处针孔，25为光电倍増管，26为自适应光学控制计算机，27为图像采集计算机，28为信号同步装置。图2为双波前校正器波前像差探测与校正流程图。
具体实施方案下面结合附图及具体实施方式
详细介绍本发明。图I所示基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，主要包括光源准直系统、缩扩束系统、波前探測与校正系统、ニ维扫描振镜系统及数据采集与处理系统。
光源准直系统,包括激光器I、准直镜2与第一分光镜3。激光器I可近似为点光源，发出光经准直镜2准直后到达第一分光镜3 ；缩扩束系统，包括第一球面反射镜4与第二球面反射镜5、第三球面反射镜7与第四球面反射镜8、第五球面反射镜10与第六球面反射镜11、第七球面反射镜13与第八球面反射镜14和第九球面反射镜16与第十球面反射镜18，其中为了避免第九球面反射镜16与第十球面反射镜18间光束遮挡，在两者间插入第一平面反射镜17。缩扩束系统改变光束大小，使之与光学元件孔径匹配。波前探测与校正系统，包括第二分光镜21、第一波前校正器6、第二波前校正器9、波前传感器22及自适应光学控制计算机26。波前传感器22探測人眼波前像差并由第一波前校正器6与第二波前校正器9校正，自适应光学控制计算机26计算人眼波前像差及波前校正器所需驱动信号。ニ维扫描振镜系统，包括X方向扫描振镜12与Y方向扫描振镜15。通过ニ维扫描振镜系统，可使聚焦光在视网膜上某矩形区域扫描，从而获得该区域图像。 数据采集及处理系统，包括第二平面反射镜19、人眼20、集光镜23、针孔24、光电倍増管25、同步电路28及数据采集与处理计算机27。光电倍增管25对人眼视网膜上某物点沿原光路返回的散射光实现光电转换，获取该物点強度信息；同步电路28负责对图像采集计算机27、X方向扫描振镜12和Y方向扫描振镜15扫描信号进行同步；数据采集与处理计算机27实现数据采样与数模转换确定某时刻强度信息与视网膜上物点对应关系，并最终获得视网膜某矩形区域強度信息，实现视网膜成像。图2所示为波前像差探測与校正流程图，携帯人眼波前像差信息的散射光沿原光路返回到达波前传感器22，波前传感器22可以是哈特曼波前传感器，波前传感器22将包含人眼波前像差信息的信号传递给自适应光学控制计算机26，经波前复原计算入眼波前像差，再由控制算法计算补偿波前畸变所需的控制信号，并将控制信号分为补偿低阶像差的控制信号与补偿高阶像差的控制信号，再将控制信号分别输入第一波前校正器6与第二波前校正器9，实时校正人眼像差，实现对人眼像差的实时闭环第一波前校正器6与第二波前校正器9可以是双压电片变形镜与微电子机械变形镜。本发明未详细阐述的技术内容属于本领域技术人员的公知技木。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1.一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，主要包括光源准直系统、缩扩束系统、波前探測与校正系统、ニ维扫描振镜系统和数据采集与处理系统，其特征在干 所述的光源准直系统，由激光器(I)、准直镜(2)与第一分光镜(3)组成； 所述的缩扩束系统，由第一球面反射镜(4)与第二球面反射镜(5)、第三球面反射镜(7)与第四球面反射镜(8)、第五球面反射镜(10)与第六球面反射镜(11)、第七球面反射镜(13)与第八球面反射镜(14)和第九球面反射镜(16)、第一平面反射镜(17)和第十球面反射镜(18)组成； 所述的波前探测与校正系统，由第二分光镜(21)、第一波前校正器(6)、第二波前校正器(9 )、波前传感器(22 )及自适应光学控制计算机(26 )组成； 所述的ニ维扫描振镜系统，由X扫描振镜(12)与Y扫描振镜(15)组成； 所述的数据采集及处理系统，由第二平面反射镜(19)、人眼(20)、集光镜(23)、针孔(24)、光电倍增管(25)、同步电路(28)及数据采集与处理计算机(27)组成； 波前传感器(22)探測人眼像差，两个波前校正器校正所得人眼波前像差，波前校正器分别为第一波前校正器(6)与第二波前校正器(9);其中 激光器(I)发出光经准直系统、反射式缩束扩束系统、波前校正器、ニ维扫描振镜后，以人眼(20)自身屈光系统为物镜将平行光聚焦到视网膜上的物点；视网膜物点散射光携帯该点强度信息与人眼像差信息，沿原光路返回后到达第二分光镜(21);第二分光镜(21)的透射光进入波前传感器(22)，測量人眼波前像差，经波前复原与控制算法计算补偿波前像差所需的第一波前校正器(6)与第二波前校正器(9)驱动器的控制信号，实时校正人眼像差；第二分光镜(21)的反射光经集光镜(23 )及针孔(24)后进入光电倍增管(25 )实现光电转换，获取视网膜上物点的强度信息，X方向扫描振镜(12)与Y方向扫描振镜(15)产生的同步电压及光电倍增管获取的強度信息输入数据采集与处理系统，进行采样与数模转换确定某时刻采集的強度信息与视网膜上物点对应关系，并最终获得视网膜上某矩形区域的强度ィ目息。
2.根据权利要求I所述双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，其特征在于波前传感器(22)可以是光栅剪切干渉波前传感器、哈特曼波前传感器、波前曲率传感器、外差点衍射干涉传感器或四棱锥波前传感器。
3.根据权利要求I所述双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，其特征在于第一波前校正器(6 )可以是连续表面分立压电驱动变形镜、分立表面压电驱动变形镜、微电子机械系统分立表面变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜或液晶空间光调制器。
4.根据权利要求I所述双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，其特征在于第二波前校正器(9 )可以是连续表面分立压电驱动变形镜、分立表面压电驱动变形镜、微电子机械系统分立表面变形镜、薄膜变形镜、双压电片变形镜或液晶空间光调制器。
全文摘要
本发明提供一种基于双波前校正器的激光扫描共焦检眼镜装置，该装置是一种非接触式视网膜成像系统，主要包括光源准直系统、缩扩束系统、波前探测与校正系统、光电倍增管、二维扫描振镜、同步电路及数据采集计算机，光学系统中，波前传感器探测人眼像差，两个波前校正器校正探测所得人眼像差；在校正人眼像差同时采集视网膜实时图像。该装置比单波前校正器激光扫描共焦检眼镜具有更好的波前像差校正质量与更大的波前像差校正范围。
文档编号A61B3/12GK102860817SQ20121038569
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者张雨东, 何杰铃, 史国华, 何益, 王志斌 申请人:中国科学院光电技术研究所