[实用新型]基于自动寻优算法的像差补偿眼底显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种眼底显微镜，具体地说，涉及的是一种基于自动寻优算法的像差补偿眼底显微镜，通过自动寻优算法，对人眼视网膜图像进行实时、自动的优化，对人眼(或动物眼)视网膜实现细胞尺度上的高分辨率视频成像。 

背景技术

视网膜显微成像领域，共焦扫描成像技术是很重要的视网膜成像技术之一。共焦扫描技术最早应用于生物组织成像(Webb RH，Hughes GW.Scanning Laser Ophthalmoscope.Biomedical Engineering，IEEE Transactions on.1981，BME-28(7)：488-92.)，在1987年形成激光共焦扫描成像设备(Webb R，Hughes G，Delori F.Confocal scanning laser ophthalmoscope.Applied optics.1987；26(8)：1492-9)。 

专利号为US4863226(1989)的发明专利提出了激光共焦扫描成像的概念，该专利通过声光调制器来实现对样品的横向扫描，通过扫描镜面实现对样品的纵向扫描即帧扫描，使用针孔来实现共焦成像。但该专利仅仪给出了共焦扫描成像的原理性装置，其声光调制器会带来较大的色散效应，大幅降低系统的成像分辨率，人眼和系统像差的存在，都会降低系统分辨率，无法实现细胞尺度上的高分辨率成像。专利号为US5825533(1998)的发明专利通过两个独立的扫描振镜来进行横向和纵向的同步扫描，以实现共焦扫描成像。但该专利仅通过简单的二维扫描，同样受限于系统像差与人眼像差，无法实现高分辨率成像的功能。 

专利号为ZL200810117071.4的发明专利也提出了共焦成像的基本装置，但没有扫描装置，而是通过点光源单帧成像的原理，实现对样品的共焦成像。分辨率较低并且无法实现视频成像。专利号为ZL99115053.8(1999)的发明专利等，提出了基于自适应光学技术的视网膜成像装置，但该装置没有实现共焦扫描成像，更没有提出大视场的概念。 

专利号为US20020231491、US2003053026A1、US20050125331和US2006087617A1的专利提出了应用自适应光学技术对人眼像差进行探测和校正的概念，但受限于人眼等晕角限制，其成像视场一般为1～3°，视场太小。本实用新型提出大视场扫描概念，能在15°视场范围内对人眼视网膜扫描成像。 

专利号为US20020231491、US2003053026A1、US20050125331和US2006087617A1的专利均通过设置针孔来与后置探测器相结合的方式实现共焦成像。光学调整上非常困难，系统设计庞大、集成度低。本实用新型提出使用光纤来接收信号光，光纤数值孔径与聚光透镜数值孔径的匹配，光纤代替针孔，则探测器可以放置于系统光学部件之外，使得系统集成度大幅提高，调整难度大幅降低。 

综上所述可知，现有的眼底扫描成像设备存在诸多不足，亟待改进。 

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供一种基于自动寻优算法的像差补偿眼底显微镜，通过光纤输入、输出模块化设计，解决传统激光扫描检眼镜系统仪器设计庞大、难于调整的问题；通过改变光纤接收端口和聚光透镜的相对位置，解决对人眼视网膜生物组织多层观测成像的问题；通过自动寻优算法控制像差补偿器件，解决传统像差补偿器件需要配备专门像差测量器件的问题，降低系统控制难度，简化仪器结构；通过像差补偿器件补偿系统全光路的像差，解决了传统像差补偿器件无法矫正系统标定像差的问题，增加了系统对像差校正的精度。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为： 

本实用新型提供一种基于自动寻优算法的像差补偿眼底显微镜，其特征在于，所述显微镜包括光源模块、像差补偿模块、二维成像扫描模块、宽视场扫描模块和光纤接收模块。其中：二维成像扫描模块与宽视场扫描模块通过球面反射式望远镜系统连接。光纤接收端模块置于系统返回光路的终端，分光镜之后；由光源模块发射的照明光依次通过系统的二维成像扫描模块、宽视场扫描模块后进入人眼，从人眼眼底视网膜漫反射回来的信号光沿原光路返回，经像差校正模块进行像差校正，通过分光镜后进入光纤接收模块进行信号检测。 

进一步的，所述二维成像扫描模块包含一个横向扫描振镜和一个纵向扫描振镜，通过这两面振镜的同步扫描，完成对人眼视网膜的面扫描，根据光纤接收模块所记录人眼视网膜返回信号的强度和两个扫描振镜的位置信息，实施人眼视网膜图像重构。