一种眼底成像光学系统

摘要

本发明公开了一种眼底成像光学系统，偏振元件用于将光源部发出的光进行移相转换；偏振元件、第一小孔阵列板和微透镜阵列沿光路依次布置，微透镜阵列包括在同一平面内排布的多个微透镜，多个微透镜用于对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束；第一透镜用于将由微透镜阵列出射的光汇聚到眼底部位；第一小孔阵列板用于通过眼底部位产生光依次经过第一透镜、微透镜阵列后返回的光，并入射到偏振元件；第二透镜用于将返回光经偏振元件出射的光汇聚到第二小孔阵列板；光电成像器件用于接收第二小孔阵列板通过光并成像。本发明眼底成像光学系统，可形成眼底部位同一聚焦平面的成像，可实现眼底部位的高精度成像，并且增大了视域范围。

权利要求

1.一种眼底成像光学系统，包括光电成像器件，其特征在于，还包括光源部、偏振元件、第一小孔阵列板、微透镜阵列、第一透镜、第二透镜、第二小孔阵列板；

所述偏振元件用于将所述光源部发出的光进行移相转换；

所述偏振元件、所述第一小孔阵列板和所述微透镜阵列沿光路依次布置，所述微透镜阵列包括在同一平面内排布的多个微透镜，多个所述微透镜用于对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束；

所述第一透镜用于将由所述微透镜阵列出射的光汇聚到眼底部位；

所述第一小孔阵列板用于通过眼底部位产生光依次经过所述第一透镜、所述微透镜阵列后返回的光，并入射到所述偏振元件；

所述第二透镜用于将返回光经所述偏振元件出射的光汇聚到所述第二小孔阵列板；

所述光电成像器件用于接收所述第二小孔阵列板通过光并成像。

2.根据权利要求1所述的眼底成像光学系统，其特征在于，所述第一小孔阵列板、所述微透镜阵列和所述第一透镜位于所述偏振元件透射光出射的方向上，所述第二透镜、所述第二小孔阵列板和所述光电成像器件位于所述偏振元件反射光出射的方向上。

3.根据权利要求1所述的眼底成像光学系统，其特征在于，所述第一小孔阵列板、所述微透镜阵列和所述第一透镜位于所述偏振元件反射光出射的方向上，所述第二透镜、所述第二小孔阵列板和所述光电成像器件位于所述偏振元件透射光出射的方向上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的眼底成像光学系统，其特征在于，在所述偏振元件和所述微透镜阵列之间设置有修正镜组；

所述修正镜组用于将由所述微透镜阵列返回的光汇聚到所述第一小孔阵列板。

5.根据权利要求4所述的眼底成像光学系统，其特征在于，所述修正镜组还用于修正由所述偏振元件出射光的光圈。

6.根据权利要求1-3任一项所述的眼底成像光学系统，其特征在于，所述光源部包括：用于发出激光的激光器；

用于对所述激光器发出的激光进行扩束和准直的扩束镜组。

7.根据权利要求1-3任一项所述的眼底成像光学系统，其特征在于，所述微透镜为在通电电压控制下发生形变进而改变焦距的透镜。

8.根据权利要求7所述的眼底成像光学系统，其特征在于，多个所述微透镜在同一平面内均匀分布。

9.根据权利要求1所述的眼底成像光学系统，其特征在于，在所述微透镜阵列与所述第一透镜之间设置有反光元件，所述微透镜阵列的出射光入射到所述反光元件，所述反光元件将光反射至所述第一透镜。

说明书

一种眼底成像光学系统

技术领域

[0001] 本发明涉及光学应用技术领域，特别是涉及一种眼底成像光学系统。

背景技术

[0002] 眼睛的健康极为重要。眼底检查是眼睛保健及治疗中的一种常用检查手段，能够观察或者成像形成眼睛内部与视网膜的图像，对眼底情况进行观察，或者追踪病变部位。

[0003] 现有技术中，眼底检查的设备包括共聚焦显微镜，共聚焦显微镜是一种高精度显微镜，基于其成像原理所获得的共聚焦图像是样本的光学横断面图像，通过分层扫描获得多层横断面图像可构建三维成像。共聚焦显微镜利用针孔进行成像处理，可提高成像精度，但具有视域范围小的缺点。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种眼底成像光学系统，可实现眼底部位的高精度成像，并且与现有技术相比可增大视域范围。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种眼底成像光学系统，包括光源部、偏振元件、第一小孔阵列板、微透镜阵列、第一透镜、第二透镜、第二小孔阵列板和光电成像器件；

[0007] 所述偏振元件用于将所述光源部发出的光进行移相转换；

[0008] 所述偏振元件、所述第一小孔阵列板和所述微透镜阵列沿光路依次布置，所述微透镜阵列包括在同一平面内排布的多个微透镜，多个所述微透镜用于对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束；

[0009] 所述第一透镜用于将由所述微透镜阵列出射的光汇聚到眼底部位；

[0010] 所述第一小孔阵列板用于通过眼底部位产生光依次经过所述第一透镜、所述微透镜阵列后返回的光，并入射到所述偏振元件；

[0011] 所述第二透镜用于将返回光经所述偏振元件出射的光汇聚到所述第二小孔阵列板；

[0012] 所述光电成像器件用于接收所述第二小孔阵列板通过光并成像。

[0013] 可选地，所述第一小孔阵列板、所述微透镜阵列和所述第一透镜位于所述偏振元件透射光出射的方向上，所述第二透镜、所述第二小孔阵列板和所述光电成像器件位于所述偏振元件反射光出射的方向上。

[0014] 可选地，所述第一小孔阵列板、所述微透镜阵列和所述第一透镜位于所述偏振元件反射光出射的方向上，所述第二透镜、所述第二小孔阵列板和所述光电成像器件位于所述偏振元件透射光出射的方向上。

[0015] 可选地，在所述偏振元件和所述微透镜阵列之间设置有修正镜组；

[0016] 所述修正镜组用于将由所述微透镜阵列返回的光汇聚到所述第一小孔阵列板。

[0017] 可选地，所述修正镜组还用于修正由所述偏振元件出射光的光圈。

[0018] 可选地，所述光源部包括：

[0019] 用于发出激光的激光器；

[0020] 用于对所述激光器发出的激光进行扩束和准直的扩束镜组。

[0021] 可选地，所述微透镜为在通电电压控制下发生形变进而改变焦距的透镜。

[0022] 可选地，多个所述微透镜在同一平面内均匀分布。

[0023] 可选地，在所述微透镜阵列与所述第一透镜之间设置有反光元件，所述微透镜阵列的出射光入射到所述反光元件，所述反光元件将光反射至所述第一透镜。

[0024] 由上述技术方案可知，本发明所提供的眼底成像光学系统，包括光源部、偏振元件、第一小孔阵列板、微透镜阵列、第一透镜、第二透镜、第二小孔阵列板和光电成像器件。

[0025] 光源部发出光，光通过偏振元件进行移相转换，转换后光通过微透镜阵列，微透镜阵列的多个微透镜对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束，第一透镜将微透镜阵列出射的光汇聚到眼底部位，分别汇聚到眼底部位不同位置。眼底部位各位置产生光依次经过第一透镜、微透镜阵列，并通过第一小孔阵列板通光孔入射到偏振元件；第二透镜将返回光经所述偏振元件出射的光汇聚到第二小孔阵列板，由光电成像器件接收第二小孔阵列板通过光并成像。

[0026] 本发明眼底成像光学系统，可形成眼底部位同一聚焦平面或曲面的成像，可实现眼底部位的高精度成像，并且增大了视域范围。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1为本发明实施例提供的一种眼底成像光学系统的示意图；

[0029] 图2为本发明又一实施例提供的一种眼底成像光学系统的示意图；

[0030] 图3为本发明实施例中光源部的示意图；

[0031] 图4为本发明又一实施例提供的一种眼底成像光学系统的示意图。

具体实施方式

[0032] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0033] 本发明实施例提供的一种眼底成像光学系统，包括光源部、偏振元件、第一小孔阵列板、微透镜阵列、第一透镜、第二透镜、第二小孔阵列板和光电成像器件；

[0034] 所述偏振元件用于将所述光源部发出的光进行移相转换；

[0035] 所述偏振元件、所述第一小孔阵列板和所述微透镜阵列沿光路依次布置，所述微透镜阵列包括在同一平面内排布的多个微透镜，多个所述微透镜用于对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束；

[0036] 所述第一透镜用于将由所述微透镜阵列出射的光汇聚到眼底部位；

[0037] 所述第一小孔阵列板用于通过眼底部位产生光依次经过所述第一透镜、所述微透镜阵列后返回的光，并入射到所述偏振元件；

[0038] 所述第二透镜用于将返回光经所述偏振元件出射的光汇聚到所述第二小孔阵列板；

[0039] 所述光电成像器件用于接收所述第二小孔阵列板通过光并成像。

[0040] 其中，光源部发出光，优选为发出准直光，入射到偏振元件。

[0041] 所述偏振元件、所述第一小孔阵列板、所述微透镜阵列沿光路依次布置。偏振元件对通过光进行移相转换，使通过光改变偏振方向投射到眼底部位，避免出射的投射光与返回光产生干扰。

[0042] 由偏振元件出射的光依次经过第一小孔阵列板、微透镜阵列。其中，微透镜阵列具有在同一平面内排布的多个微透镜，多个微透镜对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束。第一透镜将传播方向不同的各路光分别汇聚到眼底部位不同位置。

[0043] 光投射到眼底部位不同位置处，眼底部位被激发产生光或者产生反射光，眼底部位产生光依次经过第一透镜、微透镜阵列后，通过第一小孔阵列板上各小孔通过，通过的各路光返回到偏振元件。第二透镜将返回光经偏振元件出射的光汇聚到第二小孔阵列板，由光电成像器件接收第二小孔阵列板通过光并成像。

[0044] 本实施例眼底成像光学系统，可形成眼底部位同一聚焦平面或者曲面的成像，可实现眼底部位的高精度成像，并且增大了视域范围。

[0045] 下面对本实施例眼底成像光学系统进行详细说明。

[0046] 请参考图1或图2，本眼底成像光学系统包括光源部10、偏振元件11、第一小孔阵列板12、微透镜阵列13、第一透镜14、第二透镜15、第二小孔阵列板16和光电成像器件17。

[0047] 在具体实施时，请参考图3，光源部10可包括：

[0048] 用于发出激光的激光器100；

[0049] 用于对所述激光器100发出的激光进行扩束和准直的扩束镜组101。

[0050] 通过扩束镜组101调整激光器100输出光的发散角、能量分布和光束直径，对产生激光进行扩束和准直，形成准直光输出。

[0051] 偏振元件11用于将所述光源部10发出光进行移相转换。在具体实施时，偏振元件11可采用偏振分光元件。

[0052] 在一种具体实施方式中，可参考图1，所述第一小孔阵列板12、所述微透镜阵列13和所述第一透镜14位于所述偏振元件11透射光出射的方向上，所述第二透镜15、所述第二小孔阵列板16和所述光电成像器件17位于所述偏振元件11反射光出射的方向上。

[0053] 由偏振元件11移相转换后透射出的光，偏振方向改变90度，依次通过第一小孔阵列板12和微透镜阵列13。

[0054] 微透镜阵列13包括在同一平面内排布的多个微透镜，多个微透镜用于对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束。其中，在一成像探测状态下，多个微透镜的焦距相同，光通过多个微透镜分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束，使光投射到眼底部位的不同位置处。

[0055] 在具体实施时，微透镜阵列13中多个所述微透镜的位置排布灵活设置，在一种优选方式中，多个所述微透镜在同一平面内均匀分布。

[0056] 所述第一透镜14用于将由所述微透镜阵列13出射的光汇聚到眼底部位。由微透镜阵列13出射的不同传播方向的各路光被第一透镜14分别汇聚到眼底部位不同位置。

[0057] 光投射到眼底部位，眼底部位被激发产生光或者产生反射光，眼底部位各位置产生光依次经过第一透镜、微透镜阵列，并通过第一小孔阵列板12上各通光孔通过，对返回的各路光修正。

[0058] 通过第一小孔阵列板12的光返回到偏振元件，被反射到第二透镜15。第二透镜15将返回光经所述偏振元件11出射的光汇聚到所述第二小孔阵列板16。

[0059] 光电成像器件17接收所述第二小孔阵列板16通过光并成像。

[0060] 优选的，在第一小孔阵列板12、第二小孔阵列板16上分布的多个通光孔均匀分布。

[0061] 在具体实施时，可选的，光电成像器件17可采用电荷耦合图像传感器，即CCD图像传感器。

[0062] 在另一种具体实施方式中，可参考图2，所述第一小孔阵列板12、所述微透镜阵列13和所述第一透镜14位于所述偏振元件11反射光出射的方向上，所述第二透镜15、所述第二小孔阵列板16位于所述偏振元件11透射光出射的方向上。

[0063] 其中，由偏振元件11移相转换后反射出的光，偏振方向改变90度，依次通过第一小孔阵列板12和微透镜阵列13。

[0064] 微透镜阵列13对通过光分别聚焦，形成传播方向不同的多路光束。第一透镜14将由所述微透镜阵列13出射的各路光分别汇聚到眼底部位不同位置处。

[0065] 眼底部位各位置产生光依次经过第一透镜14、微透镜阵列13，并通过第一小孔阵列板12上各通光孔通过，通过第一小孔阵列板12的光返回到偏振元件，被透射到第二透镜15。第二透镜15将返回光经所述偏振元件11出射的光汇聚到第二小孔阵列板16。光电成像器件17接收第二小孔阵列板16通过光并成像。

[0066] 本实施方式中，各光学元件的具体设置方式均可参考上一实施方式描述，此处不再赘述。

[0067] 优选的，在上述各实施方式中，微透镜阵列13的微透镜为在通电电压控制下发生形变进而改变焦距的透镜。在对眼底部位成像观测过程中，可通过控制改变微透镜阵列13的通电电压，控制改变各微透镜焦距，可观测眼底部位不同聚焦平面的成像，实现对眼底部位各扫描层面的成像观测。

[0068] 进一步的，在上述各实施方式中，在所述偏振元件11和所述微透镜阵列13之间设置有修正镜组18；所述修正镜组18用于将由微透镜阵列13返回的光汇聚到第一小孔阵列板12，可参考图4所示。

[0069] 所述修正镜组18还用于修正由所述偏振元件11出射光的光圈。

[0070] 具体的，所述修正镜组18由凹面镜或/和凸面镜构成，凹面镜或者凸面镜可以是球面透镜或者为非球面透镜。

[0071] 进一步的，在所述微透镜阵列13与所述第一透镜14之间设置有反光元件20，所述微透镜阵列13的出射光入射到所述反光元件20，所述反光元件20将光反射至所述第一透镜14。通过反光元件20可以改变光路方向，更便于光学系统结构布局和光路设计。

[0072] 示例性的，在一种具体实施例中，小孔阵列板的尺寸为20mmX20mm，通光孔的直径为25μm，共具有600X600个通光孔。

[0073] 本实施例眼底成像光学系统，利用微透镜阵列和小孔阵列板，实现对眼底部位的大视域范围成像，与现有共聚焦显微镜相比，可提高成像速度和成像精度。并且，利用对微透镜阵列的变焦控制，对照射光细分，各路光在不同位置聚焦，可实现三维扫描成像。

[0074] 以上对本发明所提供的一种眼底成像光学系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。