一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法

专利名称：一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法
技术领域：
本发明属于应用光学的生物成像技术领域，为一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法，可广泛应用于生物医学的眼科检查。
背景技术：
目前，针对活体人眼视网膜成像的技术有眼底相机、激光共焦扫描检眼仪、光学相干层析成像等，它们都取得了好的成像分辨率。但是，由于活体人眼视网膜的生理特性， 视网膜视觉敏感细胞一直处于无规律的抖动状态，这种抖动包含多种频率成分，大约在 IO-IOOHz左右，目前的活体人眼视网膜成像技术成像帧频大都在30Hz左右，成像结果不仅有帧间抖动，帧内也存在严重的抖动，如果无法校正视网膜抖动，则无法对视网膜成像进行定量分析研究，大大限制了这些成像技术的推广应用。中国科学院光电技术研究所的张雨东等人成功地研制出了一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统(专利申请号201010197028. 0)，该系统将自适应光学技术成功地应用到共焦成像领域，自适应光学能实时探测人眼像差并通过波前校正器实时校正像差，消除了人眼像差造成的像质弥散，得到了高达2μπι的高分辨率成像结果。其系统示意图如图1所示，将光源发出的激光打入人眼眼底，从眼底反射出的光线沿原路返回， 进入光电探测系统，并经过数据采集和信号同步系统得到人眼眼底的实时图像。同时，包括哈特曼传感器和变形镜的自适应光学系统能够同步探测并校正人眼像差，保证图像的高分辨。这种自适应共焦扫描成像技术，成像效果好，但其自身仍然存在缺陷由于采用点扫描的方式，同时需要水平扫描HS和垂直扫描VS两片振镜，成像的帧频速度小(< 30fps)，帧间抖动和帧内抖动均无法消除，这些缺陷都限制了它的应用，特别是阻碍了它直接用于眼科疾病的检查。针对于点扫描低帧频造成的视网膜抖动问题，中国科学院光电技术研究所的史国华等人提出了基于线扫描的共焦系统及方法(专利申请号201010595574. X和 201010595587.7)。专利公布的装置示意图如图2和图3所示，激光光源的出射光束经线光束变换装置变换为一维线光束，由扫描振镜扫描照明人眼眼底，从眼底反射出的成像线光束沿原路返回进入成像单元，并经过数据采集和信号同步得到人眼眼底的实时图像。这种线扫描共焦系统采用一维线扫描对眼底视网膜成像，相比与采用点扫描的激光共焦检眼镜，只使用一面扫描振镜扫描线光束照明眼底，成像帧频大，视网膜帧内抖动大大减少，通过对成像结果进行运算可以提取出帧间抖动，使得校正视网膜抖动成为可能。

发明内容
本发明要解决的技术问题为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法，能够同时得到线共焦眼底视网膜的高帧频、大视场成像和自适应共焦扫描眼底视网膜的小视场、无抖动、高分辨率成像，本发明具有视网膜抖动测量准确、抖动校正精度高、系统结构简单、实时性能好、稳定性好等优点。
本发明的技术方案基于图像相关的视网膜抖动校正装置包括校正单元、分光单元、自适应共焦单元、线共焦单元、信号转换单元以及处理机；校正单元与信号转换单元、自适应共焦单元以及分光单元相连，校正单元由倾斜镜和4f透镜组构成，信号转换单元输出的控制电压控制倾斜镜对自适应共焦单元输出的成像光束进行调制校正视网膜抖动，被倾斜镜调制后的成像光束经4f透镜组后直接透射过分光单元照明人眼眼底；分光单元与校正单元、线共焦单元以及人眼相连，分光单元为二向色分光平片或二向色分光棱镜，用于将校正单元出射的自适应共焦扫描成像光束直接透射到达人眼，从人眼视网膜反射回的自适应共焦扫描成像光束直接透射到达校正单元；和将从线共焦单元出射的线光束偏转反射到达人眼，从人眼视网膜出射的线光束偏转反射到达线共焦单元；自适应共焦单元与校正单元相连，自适应共焦单元为一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统，用于人眼视网膜成像，包括光源、反射式缩束扩束系统、二维扫描振镜、哈特曼传感器、变形镜、光电探测系统、数据采集和处理系统以及另眼视标系统， 自适应共焦单元的出射光束经校正单元调制后传输；线共焦单元与分光单元、处理机相连，线共焦单元为一种线扫描共焦检眼镜系统或一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统，用于探测人眼视网膜抖动，线共焦单元包括线光束生成模块、分光模块、扫描模块、成像模块以及输出模块。线共焦单元的出射线光束经分光单元偏转反射到达人眼眼底，从眼底反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元探测成像，成像结果输出给处理机用于解算出视网膜抖动；处理机与线共焦单元、信号转换单元相连，线共焦单元的成像结果输出给处理机， 处理机采用算法从成像结果中提取出视网膜抖动，并解算成校正视网膜抖动的数字量控制电压，输出给信号转换单元；信号转换单元与处理机、校正单元相连，信号转换单元由数/模转换器件和高压放大器构成，处理机解算得到的校正视网膜抖动的数字量控制电压经数/模转换器件转化为模拟量，模拟量控制电压经高压放大器放大后传输给校正单元。所述倾斜镜为高速反射倾斜镜。所述处理机为模拟控制电路或数字计算机。一种基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于实现步骤如下步骤1，线共焦单元的出射线光束经分光单元偏转反射达到人眼视网膜，从人眼反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元，线共焦单元对成像线光束进行探测成像，获取人眼视网膜的高帧频成像结果；步骤2，处理机对线共焦单元获取的视网膜高帧频成像结果进行运算，得到校正视网膜抖动的控制电压，并经信号转换单元传输给校正单元；步骤3，自适应共焦单元的出射光束经校正单元实时调制后经分光单元直接出射到达人眼视网膜，从人眼反射出的成像光束经分光单元直接透射后传播至校正单元，校正单元将成像光束同步反射回自适应共焦单元探测成像，得到视网膜的无抖动高分辨率成像。所述步骤1包括步骤11，线共焦单元出射线光束经分光单元偏转反射到达人眼视网膜；
步骤12，从人眼视网膜反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元；步骤13，线共焦单元对成像线光束进行探测，得到人眼视网膜的高帧频成像结果。所述步骤2包括步骤21，处理机对线共焦单元获取的成像结果进行运算，得到视网膜抖动的测量值；步骤22，处理机对视网膜抖动的测量值进行解算，得到校正视网膜抖动的控制电压；步骤23，处理机将校正视网膜抖动的控制电压输出给信号转换单元；步骤M，控制电压经信号转换单元转换后传输给校正单元。所述步骤M包括步骤M1，校正视网膜抖动的控制电压经数/模转换器件转换，由数字量转换为模拟量；步骤M2，模拟量的控制电压经高压放大器放大后，传输至校正单元。所述步骤3包括步骤31，自适应共焦单元的出射光束依次经校正单元实时调制和分光单元直接透射到达人眼视网膜；步骤32，从人眼视网膜反射出的成像光束经分光单元直接透射后，经过校正单元同步反射回自适应共焦单元；步骤33，自适应共焦单元对经过校正单元校正的成像光束进行探测，得到无抖动的视网膜高分辨率成像结果。所述步骤31包括步骤311，自适应共焦单元的出射光束经校正单元实时调制后出射到达分光单元；步骤312，经校正单元实时调制的自适应共焦单元出射光束直接透射过分光单元到达人眼视网膜。所述步骤32包括步骤321，从人眼视网膜反射出的成像光束直接透射过分光单元到达校正单元；步骤322，从分光单元直接透射出的成像光束经校正单元同步反射回自适应共焦单元。本发明与现有活体人眼视网膜成像技术相比，有如下优势(1)本发明的基于图像相关的视网膜抖动校正装置及方法，线共焦单元能够得到眼底视网膜的高帧频成像。(2)本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置及方法，通过算法从高帧频的线共焦成像结果中提取视网膜抖动，视网膜抖动测量准确。(3)本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置及方法，视网膜抖动校正元件采用高速反射倾镜，校正精度高，实时性能好。(4)本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置及方法，自适应共焦扫描单元通过线共焦单元实时探测视网膜抖动，同时通过校正单元实时校正视网膜抖动，构成实时闭环控制，能很好地校正视网膜抖动，得到眼底视网膜的无抖动、高分辨率成像。
(5)本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置及方法，仅使用一个高速反射倾斜镜和一个4f透镜组构成校正单元，具有结构简单、制造简便、稳定性好等优点，适宜于大量制造和广泛推广使用。


图1为一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统结构示意图；图2为一种线扫描共焦检眼镜的系统和方法结构图；图3为一种线扫描共焦检眼镜的系统和方法光路示意图；图4为一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统和方法结构图；图5为一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统和方法光路示意图；图6为本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法结构图；图7为本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法光路示意图；图1中，1.半导体激光光源，2.分光镜，3.分光镜，4.针孔，5.光电倍增管，6.数据采集系统，7.波前处理机，8.受试眼，9.哈特曼波前传感器，10.看视标眼，11 18.球面反射镜，19.平面反射镜，20.柱面反射镜，21.准直镜，22.变形镜，23. X方向扫描振镜，24. Y 方向扫描振镜，25.验光透镜，26.哈特曼前共轭面，27.收集透镜，30.另眼视标系统，30-1. 透镜，30-2.平面反射镜，30-3. LED阵列图7中，2.分光单元，3.人眼，5.倾斜镜，6. 4f透镜组
具体实施例方式如图6所示，为本发明基于图像相关的视网膜抖动校正装置结构图，本发明所述的基于图像相关的视网膜抖动校正装置包括线共焦单元I、分光单元II、自适应共焦单元 IV、校正单元V、处理机VI以及信号转换单元VII。线共焦单元I与分光单元II、处理机VI相连，线共焦单元I为中国发明专利“一种线扫描共焦检眼镜的系统，申请号201010595574.X”或中国发明专利“一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统和方法，申请号201010595587. 7”，线共焦单元I包括线光束生成模块、分光模块、扫描模块、成像模块以及输出模块。线共焦单元I可采用一种线扫描共焦检眼镜的系统，一种线扫描共焦检眼镜的系统包括线光束生成模块1、分光模块2、扫描模块3、成像模块5以及输出模块6，如图2和图 3所示，线光束生成模块1与分光模块2相连，线光束生成模块1由点光源100、准直扩束装置110和线光束截取装置120构成，点光源100发出的发散光束通过准直扩束装置110准直后输出平行光束，线光束截取装置120将准直扩束装置110输出的平行光束截取为一维线光束线送入分光模块2 ；分光模块2为分光平片或分光棱镜，分光模块2用于将线光束生成模块1产生的一维线光束一部分直接透射到达扫描单元3 ；扫描模块3由扫描振镜300 和照明物镜组310构成，分光模块2直接出射的线光束依次经过扫描振镜300和照明物镜组310，然后从线共焦单元I出射，如图6所示，该线光束经分光单元II偏转反射后进入人眼III眼底，从眼底反射出的成像线光束经分光单元II偏转反射回线共焦单元内，依次经过照明物镜组310和扫描振镜300同步反射至分光模块2，分光模块2将成像线光束偏转反射至成像模块5，成像模块5由成像物镜500、柱面透镜510、共焦狭缝520和线探测器530构成，分光模块2偏转出射的成像线光束依次经过成像物镜500、柱面透镜510和共焦狭缝 520，到达线探测器530由光强信号转换成电信号，并传输给输出模块6，共焦狭缝520与人眼III视网膜平面共轭，共焦狭缝520能排除非人眼III视网膜平面的杂散光进入线探测器530，从而实现共焦成像原理的高分辨率；输出模块6由图像采集卡600和输出设备610 构成，图像采集卡600将成像模块5输出的电信号转换成图像信号，并通过输出设备610输出；输出设备610与处理机VI相连，输出设备610获取的视网膜成像结果输出给处理机VI， 处理机VI通过算法计算出视网膜抖动，并解算成校正视网膜抖动的数字量控制电压传输给信号转换单元VII。线共焦单元I也可采用一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统，一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统包括线光束生成模块1、分光模块2、扫描模块3、成像模块 5以及输出模块6，如图4和图5所示，线光束生成模块1与分光模块2相连，线光束生成模块1由点光源100、准直装置110和线光束变换装置120构成，点光源100的发散光束经过准直装置Iio变换为平行光束，该平行光束经过线光束变换装置120变换为一维线光束传播至分光模块2 ；分光模块2为分光平片或分光棱镜，用于将线光束生成模块1产生的一维线光束一部分直接透射到达扫描模块3 ；扫描模块3由扫描振镜300和照明物镜310构成， 分光模块2直接出射的线光束依次经过扫描振镜300和照明物镜310，然后从线共焦单元 I出射，如图6所示，该线光束经分光单元II偏转反射后进入人眼III眼底，从眼底反射出的成像线光束经分光单元II偏转反射回线共焦单元内，依次经过照明物镜组310和扫描振镜300同步反射至分光模块2，分光模块2将成像线光束偏转反射至成像模块5 ；成像模块 5由成像物镜500、柱面透镜510、共焦狭缝520和线探测器530构成，分光模块2偏转出射的成像线光束依次经过成像物镜500、柱面透镜510和共焦狭缝520，到达线探测器530由光强信号转换成电信号，并传输给输出模块6，共焦狭缝520与人眼III视网膜平面共轭，共焦狭缝520能排除非人眼III视网膜平面的杂散光进入线探测器530，从而实现共焦成像原理的高分辨率；输出模块6由图像采集卡600和输出设备610构成，图像采集卡600将成像模块5输出的电信号转换成图像信号，并通过输出设备610输出；输出设备610与处理机 VI相连，输出设备610获取的视网膜成像结果输出给处理机VI，处理机VI通过算法计算出视网膜抖动，并解算成校正视网膜抖动的数字量控制电压传输给信号转换单元VII。自适应共焦单元IV与校正单元V相连，所述自适应共焦单元IV为中国发明专利 “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”，如图 1所示，包括半导体激光光源1、多个反射式缩束扩束系统11-18、由X方向扫描振镜23和Y 方向扫描振镜M组成的二维扫描振镜、哈特曼波前传感器9、变形镜22、由收集透镜27，针孔4和光电倍增管5光电探测系统、数据采集和处理系统6、波前处理机7以及另眼视标系统30。带尾纤的半导体激光光源1发出的光可以近似看作点光源，经过准直镜21准直到 6mm，并由分光镜2分光，反射的部分经过球面反射镜11和球面反射镜12组成的扩束系统扩束到与变形镜22匹配，并由变形镜22反射，接下来经过球面反射镜13和球面反射镜14 组成的缩束系统缩束至与X方向扫描振镜23匹配，并到达X方向扫描振镜23，X方向扫描振镜23对入射光束进行横向扫描，并被由球面反射镜和15和球面反射镜16组成的扩束系统扩束到与Y方向扫描振镜M匹配，并到达Y方向扫描振镜对，Y方向扫描振镜M对入射光束进行纵向扫描，并反射到球面反射镜17和球面反射镜18组成的扩束系统，其中为了避免光束遮挡，球面反射镜17和18之间插入了平面反射镜19，此时光束口径与人眼入瞳匹配，并被反射到柱面反射镜20，柱面反射镜20将前面由于球面反射镜偏轴使用产生的像散一起校正，将光束反射出自适应共焦单元IV到达校正单元V，如图6所示，校正单元V对光束进行调制后出射，分光单元II对校正单元V出射的光束直接透射到人眼III，并通过人眼的光学系统将光束聚焦到一点；人眼III眼底对入射光有散射作用，散射光携带着人眼的像差信息和眼底该点的光强信息，从人眼III出射后经分光单元II直接透射，再经校正单元V同步反射回自适应共焦单元IV，散射光束在自适应共焦单元IV内部继续沿原路返回到分光镜2，并到达分光镜3，分光镜3对这部分散射光再次分光一部分进入哈特曼波前传感器9 ；另一部分通过收集透镜27和针孔4到达光电倍增管5 ；哈特曼波前传感器9接收到的含有人眼像差信息的点阵，并将点阵数据传递给波前处理机7，波前处理机7通过点阵质心的偏移计算出波前的每个子孔径的斜率，再通过直接斜率法计算出控制电压，并将传递给变形镜22，从而实现对人眼像差的实时探测和校正。处理机VI与线共焦单元I、信号转换单元VII相连，线共焦单元I的成像结果输出给处理机VI，处理机VI从成像结果中提取出视网膜抖动，并解算成校正视网膜抖动的数字量控制电压，输出给信号转换单元VII ；信号转换单元VII与处理机VI、校正单元V相连，信号转换单元VII由数/模转换器件和高压放大器构成，处理机VI解算得到的校正视网膜抖动的数字量控制电压经数/模转换器件转化为模拟量，模拟量控制电压经高压放大器放大后传输给校正单元V。校正单元V与信号转换单元VII、自适应共焦单元IV以及分光单元II相连，由倾斜镜和4f透镜组构成，校正单元V受信号转换单元VII输出的控制电压控制，对自适应共焦单元IV的成像光束进行调制后传播至分光单元II，实现了对视网膜抖动的实时校正。如图7所示，本发明所述基于图像相关的视网膜抖动校正方法，包括以下步骤步骤1，线共焦单元1的成像线光束经分光单元2反射到达人眼3视网膜；步骤2，分光单元2将从人眼3视网膜反射出的成像线光束偏转反射回线共焦单元 1 ；步骤3，线共焦单元1得到人眼视网膜的高帧频成像结果；步骤4，处理机7对线共焦单元1获取的成像结果进行运算，得到视网膜抖动的测
量值；步骤5，处理机7对视网膜抖动的测量值进行解算，得到校正视网膜抖动的控制电压；步骤6，校正视网膜抖动的控制电压经数/模转换器件8由数字量转换为模拟量；步骤7，模拟量控制电压经高压放大器9放大后，传输至倾斜镜5 ；步骤8，自适应共焦单元4的成像光束经倾斜镜5实时调制后，依次经4f透镜组6 和分光单元2直接透射到达人眼3视网膜；步骤9，人眼3视网膜反射回的成像光束依次经分光单元2和4f透镜组6后，再经过倾斜镜5同步反射回自适应共焦单元4 ；步骤10，自适应共焦单元4对经过倾斜镜5校正的成像光束进行探测，得到无抖动的视网膜高分辨率成像结果。如图7所示，为本发明的光路示意图，框图之间的实线表示光路传播通路，虚线所示为电信号传播通路，光束均沿系统主光轴传播，电信号通过相关连接线传播，图中均为示意性质，不表示真实的光学设计参数。线共焦单元1为中国发明专利“一种线扫描共焦检眼镜的系统和方法，申请号 201010595574. X”或中国发明专利“一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统和方法，申请号:201010595587. 7”。分光单元2为二向色分光平片或二向色分光棱镜，本实施例中采用二向色分光平片。自适应共焦单元4为中国发明专利“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”。倾斜镜5为高速反射倾斜镜。4f透镜组6由两片等焦距的透镜组成，本实施例中采用两个焦距为50mm的双胶合消色差透镜组成。处理机7为模拟控制电路或数字计算机，本实施例中采用数字计算机。本发明并不局限与上述实例，本领域一般技术人员可以根据本发明公开的内容采用多种实施方式实现本发明。本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
权利要求
1.一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置，其特征在于包括校正单元、分光单元、 自适应共焦单元、线共焦单元、信号转换单元和处理机；校正单元与信号转换单元、自适应共焦单元以及分光单元相连，校正单元由倾斜镜和 4f透镜组构成，信号转换单元输出的控制电压控制倾斜镜对自适应共焦单元输出的成像光束进行调制校正视网膜抖动，被倾斜镜调制后的成像光束经4f透镜组后直接透射过分光单元照明人眼眼底；分光单元与校正单元、线共焦单元以及人眼相连，分光单元为二向色分光平片或二向色分光棱镜，用于将校正单元出射的自适应共焦扫描成像光束直接透射到达人眼，从人眼视网膜反射回的自适应共焦扫描成像光束直接透射到达校正单元；和将从线共焦单元出射的线光束偏转反射到达人眼，从人眼视网膜出射的线光束偏转反射到达线共焦单元；自适应共焦单元与校正单元相连，自适应共焦单元为一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统，用于人眼视网膜成像，包括光源、反射式缩束扩束系统、二维扫描振镜、哈特曼传感器、变形镜、光电探测系统、数据采集和处理系统以及另眼视标系统，自适应共焦单元的出射光束经校正单元调制后传输；线共焦单元与分光单元、处理机相连，线共焦单元用于探测人眼视网膜抖动，线共焦单元包括线光束生成模块、分光模块、扫描模块、成像模块以及输出模块；线共焦单元的出射线光束经分光单元偏转反射到达人眼眼底，从眼底反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元探测成像，成像结果输出给处理机用于解算出视网膜抖动；处理机与线共焦单元、信号转换单元相连，线共焦单元的成像结果输出给处理机，处理机从成像结果中提取出视网膜抖动，并解算成校正视网膜抖动的数字量控制电压，输出给信号转换单元；信号转换单元与处理机、校正单元相连，信号转换单元由数/模转换器件和高压放大器构成，处理机解算得到的校正视网膜抖动的数字量控制电压经数/模转换器件转化为模拟量，模拟量控制电压经高压放大器放大后传输给校正单元。
2.根据权利要求1所述的基于图像相关的视网膜抖动校正装置，其特征在于所述倾斜镜为高速反射倾斜镜。
3.根据权利要求1所述的基于图像相关的视网膜抖动校正装置，其特征在于所述处理机为模拟控制电路或数字计算机。
4.根据权利要求1所述的基于图像相关的视网膜抖动校正装置，其特征在于所述线共焦单元为一种线扫描共焦检眼镜系统。
5.根据权利要求1所述的基于图像相关的视网膜抖动校正装置，其特征在于所述线共焦单元为一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统。
6.一种基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于步骤如下步骤1，线共焦单元的出射线光束经分光单元偏转反射达到人眼视网膜，从人眼反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元，线共焦单元对成像线光束进行探测成像，获取人眼视网膜的高帧频成像结果；步骤2，处理机对线共焦单元获取的视网膜高帧频成像结果进行运算，得到校正视网膜抖动的控制电压，并经信号转换单元传输给校正单元；步骤3，自适应共焦单元的出射光束经校正单元实时调制后经分光单元直接出射到达人眼视网膜，从人眼反射出的成像光束经分光单元直接透射后传播至校正单元，校正单元将成像光束同步反射回自适应共焦单元探测成像，得到视网膜的无抖动高分辨率成像； 所述步骤1包括步骤11，线共焦单元出射线光束经分光单元偏转反射到达人眼视网膜； 步骤12，从人眼视网膜反射出的成像线光束经分光单元偏转反射回线共焦单元； 步骤13，线共焦单元对成像线光束进行探测，得到人眼视网膜的高帧频成像结果； 所述步骤2包括步骤21，处理机对线共焦单元获取的成像结果进行运算，得到视网膜抖动的测量值； 步骤22，处理机对视网膜抖动的测量值进行解算，得到校正视网膜抖动的控制电压； 步骤23，处理机将校正视网膜抖动的控制电压输出给信号转换单元； 步骤M，控制电压经信号转换单元转换后传输给校正单元； 所述步骤M包括步骤M1，校正视网膜抖动的控制电压经数/模转换器件转换，由数字量转换为模拟量；步骤M2，模拟量的控制电压经高压放大器放大后，传输至校正单元； 所述步骤3包括步骤31，自适应共焦单元的出射光束依次经校正单元实时调制和分光单元直接透射到达人眼视网膜；步骤32，从人眼视网膜反射出的成像光束经分光单元直接透射后，经过校正单元同步反射回自适应共焦单元；步骤33，自适应共焦单元对经过校正单元校正的成像光束进行探测，得到无抖动的视网膜高分辨率成像结果； 所述步骤31包括步骤311，自适应共焦单元的出射光束经校正单元实时调制后出射到达分光单元； 步骤312，经校正单元实时调制的自适应共焦单元出射光束直接透射过分光单元到达人眼视网膜；所述步骤32包括步骤321，从人眼视网膜反射出的成像光束直接透射过分光单元到达校正单元； 步骤322，从分光单元直接透射出的成像光束经校正单元同步反射回自适应共焦单元。
7.根据权利要求6所述的基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于所述校正单元由倾斜镜和4f透镜组构成，倾斜镜为高速反射倾斜镜；所述分光单元为二向色分光平片或二向色分光棱镜； 所述处理机为模拟控制电路或数字计算机； 所述信号转换单元为数/模转换器件和高压放大器；所述自适应共焦单元为一种基于自适应光学的反射式共焦扫描视网膜成像系统，用于人眼视网膜成像，包括光源、反射式缩束扩束系统、二维扫描振镜、哈特曼传感器、变形镜、 光电探测系统、数据采集和处理系统、另眼视标系统。
8.根据权利要求6所述的基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于所述线共焦单元用于探测人眼视网膜抖动，包括线光束生成模块、分光模块、扫描模块、成像模块以及输出模块。
9.根据权利要求8所述的基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于所述线共焦单元为一种线扫描共焦检眼镜的系统。
10.根据权利要求8所述的基于图像相关的视网膜抖动校正方法，其特征在于所述线共焦单元为一种基于激光衍射的线扫描共焦检眼镜系统。
全文摘要
本发明是一种基于图像相关的视网膜抖动校正装置和方法，该装置包括自适应共焦单元、线共焦单元、校正单元、分光单元、信号转换单元以及处理机。线共焦单元对眼底视网膜进行一维扫描得到高帧频的成像，处理机对成像图像进行运算解得视网膜抖动量并将校正视网膜抖动的校正单元控制电压反馈到校正单元，校正单元即实现了对自适应共焦单元的视网膜抖动实时校正。本发明能够同时得到线共焦眼底视网膜高帧频成像和自适应共焦扫描眼底视网膜无抖动、高分辨率成像，本发明具有视网膜抖动测量准确、抖动校正精度高、系统结构简单、实时性能好、稳定性好等优点。
文档编号A61B3/12GK102429638SQ201110328280
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者何益, 史国华, 张雨东, 李喜琪, 李 昊 申请人:中国科学院光电技术研究所