消除眼底相机杂光的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于消除眼底相机中杂光的方法，属于医学眼底成像技术领域。
【背景技术】
[0002] 杂光是指进入成像系统并对成像像质产生影响的所有非正常光线。对于眼底相机 的设计而言，杂光主要来自眼睛角膜的背光反射。由于角膜具有很高的反射率，角膜的背光 反射会给成像系统引入大量的杂光，如果不能够采取很好的抑制措施，由视网膜反射回来 的成像光线将会湮没在杂光中，严重影响成像质量。如图1，由于角膜具有一定的曲率，入射 到角膜中心的光线经角膜反射后将会进入成像系统，而入射到角膜边缘的光线经角膜反射 后，将会远离成像系统出射。因此，为了消除角膜背光反射产生的杂光，由光源发出的光入 射到角膜时必须成一个环形光斑，以避开中心反射。除了要采取措施消除角膜背光反射以 外，对于眼底相机的成像系统，还要考虑到接目物镜的背光反射产生鬼像的影响，否则会对 像面对比度产生严重影响，甚至湮没成像信息。
[0003] 眼底相机的杂光主要来自于两部分，第一部分是角膜背光反射产生的杂散光，第 二部分是由接目物镜背光反射最终在像面产生的鬼像。通过在角膜位置处设计环形照明光 斑，可以消除角膜的背光反射。由于照明系统和成像系统共用一组接目物镜，接目物镜的杂 散光也是严重影响系统成像质量的杂光之一。目前存在的眼底相机中，大多数采用在照明 系统的合适位置设置黑点板的方法来消除接目物镜的背光反射，系统计算复杂。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种消除眼底相机杂光的 方法。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：相较于现有技术，本发明提供的 消除眼底相机杂光的方法，在接目物镜与成像物镜之间加入偏振分光棱镜（PBS)代替半反 半透镜，并在接目物镜与眼睛之间加入1/4波片。由光源发出的光线经过偏振分光棱镜后， 垂直分量的线偏振光反射后依次经过接目物镜、1/4波片然后进入眼睛，由眼底反射回来的 光再经过1/4波片和接目物镜后经偏振分光棱镜透射到成像物镜。
[0006] 本发明提供另一种消除眼底相机杂光的方法，包括环形光源、匀光镜、成像物镜、 接目物镜和CCD，在接目物镜与成像物镜之间加入偏振分光棱镜（PBS)，在接目物镜与眼睛 之间加入1/4波片，由CCD光源发出的光线经过偏振分光棱镜后，垂直分量的线偏振光反射 后依次经过接目物镜、1/4波片然后进入眼睛，由眼底反射回来的光再经过1/4波片和接目 物镜后经偏振分光棱镜透射到成像物镜，由于经过偏振分光棱镜反射的线偏振光相位只有 改变JT才能透射，只能透过由眼底反射回来的光线，从而消除了接目物镜的杂散光。
[0007] 本发明采用新方法进行抑制，并利用LightTools软件进行模拟，经验证，在加入 PBS和四分之一波片后消除了 99. 5%以上接目物镜产生的杂光，杂光杂光抑制效果明显。
【附图说明】
[0008] 图1为从角膜不同位置入射光线的反射情况示意图；
[0009] 图2为眼底相机的光线传播示意图；
[0010] 图3为LightTools中眼底相机的三维结构图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明提供一种消除眼底相机杂光的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果 更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012] 实施例
[0013] 本实施例公开的消除眼底相机杂光的方法，采用新的方法消除接目物镜的背光反 射，图2给出对基于机械调焦方式的成像系统和照明系统的光线传播示意图。如图所示，在 接目物镜与成像物镜之间加入偏振分光棱镜（PBS)代替半反半透镜，并在接目物镜与眼睛 之间加入1/4波片。由光源发出的光线经过偏振分光棱镜后，垂直分量的线偏振光反射后 依次经过接目物镜、1/4波片然后进入眼睛。由眼底反射回来的光再经过1/4波片和接目物 镜后经偏振分光棱镜透射到成像物镜。由于经过偏振分光棱镜反射的线偏振光相位只有改 变(根据《高等光学教程》，季加镕，2007)才能透射，因此应用此方法只能透过由眼底反 射回来的光线，从而消除了接目物镜的杂散光。
[0014] 利用LightTools对系统消杂光能力进行仿真，其结构设置如图3所示。设定光源 发散角30°，功率100W，角膜反射率4%，其余表面的反射率1 %，对PBS，设定PBS的P光透 过率97 %，S光反射率100 %，对半反半透镜，设定半反半透镜反射率50 %，透过率48. 5 %， 分别对加入PBS和加入半反半透镜的系统追迹10000000条光线，表1列出了详细分析结 果。在没有任何消杂光措施的情况下，CCD像面接收到的功率为1.6618W，其中视网膜反 射的功率为I. 1289W，其余各面产生的杂光为0. 5329W，加入PBS后由视网膜反射的功率为 I. 1289W，杂光为0. 03472W，杂光仅占不足总量的3%。对于由接目物镜产生的鬼像影响，通 过加入PBS和四分之一波片，消除了 99. 5%以上的杂光；对由角膜产生的杂光，在使用环形 光源的情况下，加入PBS能够抑制92%以上的剩余杂光，由此可见，系统中的杂光得到了很 好的抑制。
[0015] 从表1可以看出，加入PBS后角膜反射光得到了很大程度上的抑制，但视网膜反射 的能量并没变化。角膜反射光被抑制是因为线偏振光入射到PBS时，入射角只有在一定范 围内才能通过，当入射角度超出这个范围时，光线将被拦掉。由角膜反射回来的光，由于是 对环形光斑的反射，中心光线少，边缘光线多，入射到PBS时入射角比较大，因此大部分不 能通过。对于视网膜反射未受到抑制的现象，经在LightTools中对多种眼模型进行大量重 复验证实验后可知，入射到眼睛的线偏振光，在眼睛内进行多次的散射和反射后，出射光偏 振态接近自然光。因此系统中无论是否有PBS，入射到眼睛的光都将以自然光的状态出射， 最终到达像面的能量也就不会因加入PBS改变。
[0016]
【主权项】
1. 一种消除眼底相机杂光的方法，其特征在于：在接目物镜与成像物镜之间加入偏振 分光棱镜（PBS)代替半反半透镜，并在接目物镜与眼睛之间加入1/4波片。由光源发出的 光线经过偏振分光棱镜后，垂直分量的线偏振光反射后依次经过接目物镜、1/4波片然后进 入眼睛，由眼底反射回来的光再经过1/4波片和接目物镜后经偏振分光棱镜透射到成像物 镜。
2. -种消除眼底相机杂光的方法，包括环形光源、匀光镜、成像物镜、接目物镜和CCD， 其特征在于：在接目物镜与成像物镜之间加入偏振分光棱镜（PBS)，在接目物镜与眼睛之 间加入1/4波片，由CCD光源发出的光线经过偏振分光棱镜后，垂直分量的线偏振光反射后 依次经过接目物镜、1/4波片然后进入眼睛，由眼底反射回来的光再经过1/4波片和接目物 镜后经偏振分光棱镜透射到成像物镜，由于经过偏振分光棱镜反射的线偏振光相位只有改 变JT才能透射，只能透过由眼底反射回来的光线，从而消除了接目物镜的杂散光。
【专利摘要】本发明提供了一种消除眼底相机杂光的方法，在接目物镜与成像物镜之间加入偏振分光棱镜(PBS)代替半反半透镜，并在接目物镜与眼睛之间加入1/4波片。由光源发出的光线经过偏振分光棱镜后，垂直分量的线偏振光反射后依次经过接目物镜、1/4波片然后进入眼睛，由眼底反射回来的光再经过1/4波片和接目物镜后经偏振分光棱镜透射到成像物镜。本发明采用新方法进行抑制，并利用LightTools软件进行模拟，经验证，在加入PBS和四分之一波片后消除了99.5％以上接目物镜产生的杂光，杂光抑制效果明显。
【IPC分类】A61B3-15, A61B3-12
【公开号】CN104757935
【申请号】CN201510216419
【发明人】励彩玲
【申请人】奉化科创科技服务有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月27日