一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置及系统

本发明属于眼科成像诊断领域，涉及一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置及系统，应用于眼底疾病筛查。

背景技术：

1、共聚焦激光扫描眼底镜(confocal scanning laser ophthalmoscope，cslo)是以一定波长的窄带或宽带光源，对视网膜表面进行逐点连续扫描后，将所获得的二维数据经计算机重新排列分析并重建为二维图像的眼科检测装置。激光扫描眼底镜相对传统眼底镜，具有所需照明亮度低，光收集效率高无需散瞳，宽视野大景深的优点。共聚焦激光扫描眼底镜的共聚焦结构将只收集眼底焦点位置返回的光线，而焦点前后的杂散光将被阻挡，从而极大地提高了图像的对比度，提高成像分辨率；通过控制焦点的位置，使得断层成像、三维成像成为可能。

2、由于二维振镜扫描范围和震动频率的限制以及透镜与眼睛接触距离的限制，多波长共聚焦激光扫描检眼镜通常只能辐射眼底一部分区域，而对于眼底更大视场范围的成像则存在严重的像差，传统检眼镜受限于眼瞳大小和眼球镜片距离，通常难以同时实现大视场和高分辨率的要求，且由于照明方式的影响，需要使用特殊的方式消除杂散光；普通共聚焦激光扫描检眼镜则受限于共聚焦特性，视场范围仅能达到40°×40°，更大视场范围则存在色差难以消除、振镜摆动角度受限的问题，因此，共聚焦激光扫描检眼镜的视场通常较小。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的不足，提供了一种双抛物共聚焦激光扫描眼底成像装置和系统，在不引入自由曲面的情况下，实现了±18°～±54.3°眼内视场角、眼外视场角最大138°的超广角多波长共聚焦激光扫描眼底成像。

2、第一方面，一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，包含照明模块、分光镜、第一镜组、扫描模块、第一光阑、第二镜组、接目镜组和探测器模块，接目镜组包含第一抛物面反射镜和第二抛物面反射镜；第一抛物面反射镜和第二抛物面反射镜的中心分别开通孔；第一抛物面反射镜的焦距大于第二抛物面反射镜的焦距；第一抛物面反射镜的焦点和第二抛物面反射镜的焦点互为共轭；第二方向，第一抛物面反射镜的焦点位于第二镜组的前面，第一抛物面反射镜的焦点与第二镜组的间距不大于3mm。其中照明模块发射第一方向的多波长的激光，入射到分光镜的反射表面，激光经反射后，入射到第一镜组，然后输出到扫描模块，经过扫描模块反射，光轴方向折转后入射到第一光阑，经过第一光阑后，入射到第二镜组，然后经过接目镜组入射眼瞳；眼底反射光沿第二方向依次经过接目镜组、第二镜组、第一光阑、扫描模块、第一镜组后，入射到分光镜，透过分光镜入射探测器模块，探测器模块将光信号转化为数字图像。第一镜组起到汇聚光线的作用，不对像差进行额外的矫正,第二镜组起到矫正大视场像差的作用；扫描模块使用二维振镜，振镜中心与第一光阑在同一光轴上，第一光阑沿第二方向的出射光经由二维振镜反射，不同视场角光线将以同一方向出射，从而实现点扫描。

3、优选的，第一抛物面反射镜和第二抛物面反射镜的间距要求互不重叠。

4、优选的，第一抛物面反射镜、第二抛物面反射镜的通孔尺寸为：30mm≤通孔直径≤80mm。

5、优选的，第一镜组和第二镜组的光轴夹角为90°。

6、优选的，第一镜组的光轴与分光镜夹角为45°。

7、优选的，探测器模块位于第一镜组的焦平面处。

8、优选的，第一抛物面反射镜的焦点处为孔直径不大于5mm的第一共轭面。

9、优选的，第一共轭面与第一光阑共轭。

10、优选的，发射波长包含488nm±10nm、520nm±10nm、635nm±10nm、785nm±10nm的一种或多种。

11、进一步的，第一镜组包含第一平凸透镜、第一双凹透镜和第一双凸透镜；第二镜组包含第二平凸透镜、第一弯月形透镜、第二双凸透镜和第三双凸透镜；扫描模块包含二维振镜。

12、优选的，第一平凸透镜的焦距范围为大于0，50mm以下；第一双凹透镜的焦距范围为小于0，-50mm以上；第一双凸透镜的焦距范围为大于0，50mm以下。

13、优选的，第二平凸透镜的焦距范围为10mm以上，50mm以内；第一弯月形透镜的焦距范围为50mm以上，100mm以内；第二双凸透镜的焦距范围为100mm以上，150mm以内；第三双凸透镜的焦距范围为10mm以上，50mm以内。

14、优选的，二维振镜位于直径不小于4mm的第一光阑附近。

15、优选的，第一镜组的光轴与静止状态下的二维振镜成45°夹角。

16、第二方面，本发明还提供一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像系统，基于第一方面的成像装置，二维振镜的振动幅度不大于20°。

17、有益效果：本发明利用了抛物面的特性，通过合理设置两块抛物面反射镜间的距离、眼睛与接目镜间的距离，在不引入自由曲面透镜不离轴的情况下，拓展了眼底更大视场区域的成像范围，由于第一共轭面处限制孔直径不大于5mm，用于阻拦自然反射光以及杂散光造成的影响；眼瞳的通光直径小于2mm，实际使用中不需要扩瞳处理。相较于其他大视场眼底成像系统，该发明较好地消除了大视场眼球带来的色差，系统的调制传递函数得到极大改善，确保了各个视场的像质。

技术特征：

1.一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，包含照明模块、分光镜、第一镜组、扫描模块、第一光阑、第二镜组、接目镜组和探测器模块，其特征为：

2.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：

3.如权利要求1或权利要求2所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述第一抛物面反射镜、所述第二抛物面反射镜的通孔尺寸为：30mm≤通孔直径≤80mm。

4.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述第一镜组包含第一平凸透镜、第一双凹透镜和第一双凸透镜。

5.如权利要求1或权利要求4所述的双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：

6.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述照明模块发射激光的发射波长包含488nm±10nm、520nm±10nm、635nm±10nm、785nm±10nm的一种或多种。

7.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：

8.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述探测器模块位于所述第一镜组的焦平面处。

9.如权利要求1或权利要求7所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述二维振镜置于所述第一光阑附近。

10.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述第二镜组包含第二平凸透镜、第一弯月形透镜、第二双凸透镜、第三双凸透镜。

11.如权利要求10所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：

12.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述第一镜组和所述第二镜组的光轴夹角为90°。

13.如权利要求1或权利要求10所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：

14.如权利要求1所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，其特征为：所述第一光阑的直径不小于4mm。

15.一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像系统，其特征为：包含权利要求1～14任一项所述双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置，二维振镜的振动幅度不大于20°。

技术总结
本发明涉及眼底成像光学系统领域，具体涉及一种双抛物面共聚焦激光扫描眼底成像装置和系统。本发明包含接目镜组、第二镜组、第一光阑、扫描模块、第一镜组、分光镜、照明模块和探测器模块；照明模块发出多波长激光经过分光镜反射，依次经过第一镜组、扫描模块、第一光阑、第二镜组、第一抛物反射面、第二抛物反射面到达眼底，眼底反射光通过反向光路到达探测器模块成像。本发明采用两片中心开通孔并且不同焦距的抛物面反射镜，第一抛物面反射镜的焦点位于第二镜组前3mm以内，与第一光阑共轭实现超大视场眼底共聚焦成像。本发明实现眼外角最大138°成像，具有高分辨率，成像质量优良，并能同时多波长检测的特点。主要用于眼底疾病筛查。

技术研发人员：马冬林,何思琦,陈智昊,谈昊
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14