[发明专利]一种全眼球三维成像装置及方法

权利要求书

1.一种全眼球三维成像装置，其特征在于：包括计算机处理终端、光谱仪系统、低相干光源系统、高相干标尺系统、光程扫描系统、眼睛探测系统，其中：计算机处理终端和高相干标尺系统通过数据线连接，所述低相干光源系统与高相干标尺系统、眼睛探测系统和计算光谱仪系统均分别连接，所述高相干标尺系统与光程扫描系统连接。

2.根据权利要求1所述的全眼球三维成像装置，其特征在于：

所述眼睛探测系统包括依次光路连接的液体透镜、与液体透镜相连接的振镜扫描系统和第一准直透镜；

所述低相干光源系统包括依次光纤连接的高相干光源、光学环形器和第一光纤耦合器，所述光学环形器设有三端口，其第一端口与高相干光源光纤连接，第二端口与第一光纤耦合器连接，所述第一光纤耦合器上有两分支光路，其中第一分支光路与上述第一准直透镜光路连接，该第一光纤耦合器的分支光路的光经第四准直透镜准直平行，进入振镜扫描系统由液体透镜聚焦到眼球内部；

所述高相干标尺系统包括低相干探测光源、探测器、第二光纤耦合器、第四准直透镜、和波分复用器，所述第二光纤耦合器分别与低相干探测光源和探测器连接，所述第二光纤耦合器发出的光分为两路光路，其中一支光路用于连接第四准直透镜、第一会聚透镜，另一支光路与波分复用器连接，所述波分复用器与低相干光源系统中的第一光纤耦合器的第二分支光路连接；

所述光谱仪系统包括依次光路连接的第三准直透镜、与第三准直透镜连接的衍射光栅，第二会聚透镜和CCD矩阵相机，所述第三准直透镜与光学环形器的第三端口连接，所述CCD矩阵相机与计算机处理终端电连接；

所述光程扫描系统包括第二准直透镜、光学延迟线装置、安装在光学延迟线装置的中心轴上的能驱动光学延迟线装置转动的伺服电机以及第二反射镜，所述第二准直透镜置于光学延迟线装置的光线输入端，所述第二反射镜至于光学延迟线装置的光线输出端，所述第二准直透镜与高相干标尺系统中的波分复用器连接。

3.根据权利要求2所述的全眼球三维成像装置，其特征在于：所述振镜扫描系统为X振镜、Y振镜。

4.根据权利要求1至3任一项所述的全眼球三维成像装置的成像方法，其具体步骤是：

S1开始；

S2系统初始化：光谱仪系统初始化实现CCD矩阵相机采集数据；低相干光源系统30初始化实现照明；所述高相干标尺系统初始化实现定位；所述振镜扫描系统初始化实现X振镜扫描、Y振镜扫描；所述光程扫描系统初始化伺服电机驱动光学延迟线装置运动以改变光程差；所述眼睛探测系统初始化以实现液体透镜变焦；

S3探测光斑从XYZ三维坐标系的原点，即眼球表面开始扫描；

S4对于Z方向一维数据的采集，振镜扫描系统中X振镜在X方向扫描探测光，同时光程扫描系统工作伺服电机带动光学延迟线装置旋转改变两臂光程差从而实现Z方向探测深度范围的改变，与此同时眼睛探测系统中的液体透镜改变焦距使探测光聚焦在光程差相对应的深度位置，在X振镜的每次扫描后，触发光谱仪系统中的CCD矩阵相机曝光采集A-line数据，通过高相干标尺系统测量此时所采集信号各组织反射层的相对光程变化，计算机拟合出光程变化趋势，计算出在下一X扫描位置液体透镜的变焦量、伺服电机的光程扫描速度和范围，同时实现采集过程Z方向的实时定位；

S5当眼睛探测系统探测到眼球Z方向的后表面时，完成Z方向一维数据的采集，X振镜再往前扫描一步，调转扫描方向、电机转动方向、液体透镜变焦方向和标尺光的定位测量方向，重复以上采集过程获得下一个X位置的一维数据；

S6当探测到眼球X方向的后表面时，完成该XZ平面二维数据的采集，Y振镜往前扫描一步，重复以上采集过程获得下一个XZ平面的二维数据；

S7当探测到眼球Y方向的后表面时，即完成整个眼球XYZ三维数据的采集；

S8计算机处理终端将采集的所有A-line数据转换成结构信息，并通过图像拼接算法将一维图像数据结合成三维图像，通过三维图像软件，重建眼球三维结构。