一种眼球参数的测量系统及方法

摘要

本发明提出了一种眼球参数的测量系统及方法，包括：低相干测量单元，用于获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；长相干测量单元，用于获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；干涉信号同步单元，用于同步低相干测量单元和长相干测量单元；眼球成像单元，用于获取待测眼球的表面图像；信号处理及控制单元，分别与低相干测量单元、长相干测量单元和眼球成像单元电连接，并根据长相干干涉信号谱，测量低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，以得到待测眼球眼轴方向的眼球参数；同时根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，得到待测眼球横向的眼球参数。

权利要求

1.一种眼球参数的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：

低相干测量单元，用于获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

长相干测量单元，用于获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

干涉信号同步单元，用于同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元；所述干涉信号同步单元包括：底座、转动圆盘、直流无刷盘式电机、若干个调整架、若干个中空屋脊棱镜反射镜和平面反射镜；

所述转动圆盘和所述直流无刷盘式电机均设置在所述底座上，且所述转动圆盘设于所述直流无刷盘式电机上；所述直流无刷盘式电机与信号处理及控制单元控制连接，所述直流无刷盘式电机用于驱动所述转动圆盘旋转；

所述若干个调整架均匀固定在所述转动圆盘上，若干个中空屋脊棱镜反射镜分别安装在若干个调整架上，所述中空屋脊棱镜反射镜用于折射入射的光信号；所述中空屋脊棱镜反射镜是由两块直角棱镜和一块长方形基片构成，具有极高的表面平整度和良好的光学性能，所述直角棱镜斜面上镀有带金属保护层的银膜，在可见光和近红外波段都具有高反射率；

所述平面反射镜设置在所述底座上，用于反射入射的光信号；

眼球成像单元，用于获取待测眼球的表面图像；

信号处理及控制单元，分别与所述低相干测量单元、所述长相干测量单元和所述眼球成像单元电连接；所述信号处理及控制单元用于：根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，得到待测眼球横向的眼球参数；

所述低相干测量单元包括：

宽带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出宽带光信号；

引导光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出引导光信号；采用He‑Ne激光器作为引导光源；

第一单模光纤耦合器，所述第一单模光纤耦合器的输入端分别与所述宽带光源和所述引导光源连接，所述第一单模光纤耦合器的输出端输出耦合光信号；

第二单模光纤耦合器，与所述第一单模光纤耦合器的输出端连接，用于将所述耦合光信号分成低相干参考光信号、低相干零点光信号和低相干样品光信号；所述低相干参考光信号经过所述干涉信号同步单元进行光信号延迟后，返回到第二单模光纤耦合器中；所述低相干零点光信号经法拉第镜反射回到第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考零点干涉信号；所述低相干样品光信号经待测眼球各组织界面反射后返回第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考样品干涉信号；

平衡光电探测器，与所述第二单模光纤耦合器连接，接收所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号，并分别将所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元；

所述低相干测量单元还包括：依次设置在低相干参考光信号光路上的第一偏振控制器、光纤波分复用器和光纤准直器；

依次设置在低相干零点光信号光路上的第一光纤匹配器和法拉第镜；

依次设置在低相干样品光信号光路上的第二偏振控制器、第二光纤匹配器和眼球焦点追踪模块。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述眼球焦点追踪模块包括：伺服电机和设置在所述伺服电机上的调焦透镜，所述伺服电机与所述信号处理及控制单元控制连接，所述伺服电机用于驱动所述调焦透镜进行轴向运动。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述长相干测量单元包括：设置在长相干参考光信号的光路上的反射膜；

依次设置在长相干测量光信号的光路上的光纤波分复用器和光纤准直器；

窄带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出窄带光信号；

第三单模光纤耦合器，与所述窄带光源的输出端连接，用于将所述窄带光信号分成长相干参考光信号和长相干测量光信号；所述长相干参考光信号经过所述反射膜回到第三单模光纤耦合器中；所述长相干测量光信号经过干涉信号同步单元进行光信号延迟后，返回到第三单模光纤耦合器中，并与返回的长相干参考光信号发生干涉，产生参考测量干涉信号；

Si光电探测器，与所述第三单模光纤耦合器连接，接收所述参考测量干涉信号，并将所述参考测量干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元。

4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述眼球成像单元包括：照明板，通过照明板控制电路与所述信号处理及控制单元控制连接，用于产生成像光线，并将所述成像光线照射在待测眼球上；

依次设置在待测眼球反射光线的光路上的分光镜和成像物镜，用于在成像物镜上生成待测眼球的表面图像；

图像传感器，与所述成像物镜平行设置，并与所述信号处理及控制单元电连接，所述图像传感器用于采集待测眼球的表面图像。

5.一种眼球参数的测量方法，应用如权利要求1‑4任一项所述的测量系统，其特征在于，所述测量方法包括：利用低相干测量单元获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

利用长相干测量单元获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

利用眼球成像单元获得待测眼球的表面图像；

根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；

根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，测量得到待测眼球横向的眼球参数。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：利用干涉信号同步单元同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元。

说明书

一种眼球参数的测量系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种眼球参数的测量系统及方法。

背景技术

[0002] 青光眼、近视眼、白内障等临床上的很多眼科疾病都会导致人眼球参数的变化，目前，根据国家卫生健康委员会数据显示，2018年我国儿童青少年总体近视率为53.6％。近视程度与眼轴长度呈正相关，是区别真性近视与假性近视的重要依据。对儿童和青少年的眼轴长度进行监测有助于预防和治疗近视及其引发的眼科疾病。同时，随着科学技术的不断发展，白内障手术方式逐渐由传统的复明手术转变为效果更好的屈光手术，但我国仍有20％～40％的白内障患者术后的预测屈光力误差大于±0.50D，而眼轴长度测量是影响误差的关键因素，术前准确的眼球参数测量随之愈发的重要，眼轴长度测量的准确性密切影响到术后的屈光误差。

[0003] 角膜和瞳孔同样是人眼重要的组成部分，角膜是人眼前面的一种透明屈光介质，为人眼提供约70％左右的屈光力，测量角膜曲率的大小不仅可以指导角膜屈光度矫正手术、判定人眼有无散光而且可以为人们佩戴角膜接触镜提供科学依据；瞳孔直径的大小除了作为判别眼部疾病的依据，也能间接反映出人体生理和心理的变化过程。因此，在眼科疾病的预防、诊断和治疗过程中，获得精准的眼球参数，如眼轴长度、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、角膜曲率、瞳孔直径等眼球参数显得尤为重要。

[0004] 现有的眼球参数测量手段按技术不同分为超声测量方法和光学测量方法两种。超声测量方法具有价格低廉和携带便捷的优点，但是由于分辨力较低、需要接触式检测和操作复杂等因素，在测量前需要进行眼表麻醉，测量探头接触角膜形成的压力会影响测量结果，其测量精度较低，且易损伤、感染角膜。同时测量结果易受操作者主观影响且只能实现眼球视轴方向参数的测量即眼轴长度、角膜厚度等；相对而言，光学测量方法具有非接触、高精度和操作简单等优势，测量结果的精确度和重复性优于超声测量方法，同时避免了超声测量方法中的一些局限性，如避免了易感染性。传统的光学测量方法主要是通过时域光学相干断层扫描测量眼轴长度，这种一维光学成像生物测量方法存在扫描速率慢、无法固视、只能实现眼球视轴方向参数测量等局限性。

[0005] 针对以上问题，亟需一种能够同时对眼球的轴向参数和横向参数进行测量的系统和方法。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种眼球参数的测量系统及方法，解决现有的眼球参数测量手段不能同时测量眼球轴向参数和横向参数的问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种眼球参数的测量系统，测量系统包括：

[0008] 低相干测量单元，用于获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

[0009] 长相干测量单元，用于获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

[0010] 干涉信号同步单元，用于同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元；

[0011] 眼球成像单元，用于获取待测眼球的表面图像；

[0012] 信号处理及控制单元，分别与所述低相干测量单元、所述长相干测量单元和所述眼球成像单元电连接；所述信号处理及控制单元用于：根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，得到待测眼球横向的眼球参数。

[0013] 可选地，所述低相干测量单元包括：

[0014] 宽带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出宽带光信号；

[0015] 引导光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出引导光信号；

[0016] 第一单模光纤耦合器，所述第一单模光纤耦合器的输入端分别与所述宽带光源和所述引导光源连接，所述第一单模光纤耦合器的输出端输出耦合光信号；

[0017] 第二单模光纤耦合器，与所述第一单模光纤耦合器的输出端连接，用于将所述耦合光信号分成低相干参考光信号、低相干零点光信号和低相干样品光信号；所述低相干参考光信号经过所述干涉信号同步单元进行光信号延迟后，返回到第二单模光纤耦合器中；所述低相干零点光信号经法拉第镜反射回到第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考零点干涉信号；所述低相干样品光信号经待测眼球各组织界面反射后返回第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考样品干涉信号；

[0018] 平衡光电探测器，与所述第二单模光纤耦合器连接，接收所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号，并分别将所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元。

[0019] 可选地，所述低相干测量单元还包括：依次设置在低相干参考光信号光路上的第一偏振控制器、光纤波分复用器和光纤准直器；

[0020] 依次设置在低相干零点光信号光路上的第一光纤匹配器和法拉第镜；

[0021] 依次设置在低相干样品光信号光路上的第二偏振控制器、第二光纤匹配器和眼球焦点追踪模块。

[0022] 可选地，所述眼球焦点追踪模块包括：

[0023] 伺服电机和设置在所述伺服电机上的调焦透镜，所述伺服电机与所述信号处理及控制单元控制连接，所述伺服电机用于驱动所述调焦透镜进行轴向运动。

[0024] 可选地，所述长相干测量单元包括：

[0025] 窄带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出窄带光信号；

[0026] 第三单模光纤耦合器，与所述窄带光源的输出端连接，用于将所述窄带光信号分成长相干参考光信号和长相干测量光信号；所述长相干参考光信号经过所述反射膜回到第三单模光纤耦合器中；所述长相干测量光信号经过干涉信号同步单元进行光信号延迟后，返回到第三单模光纤耦合器中，并与返回的长相干参考光信号发生干涉，产生参考测量干涉信号；

[0027] Si光电探测器，与所述第三单模光纤耦合器连接，接收所述参考测量干涉信号，并将所述参考测量干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元。

[0028] 可选地，所述长相干测量单元还包括：设置在长相干参考光信号的光路上的反射膜；

[0029] 依次设置在长相干测量光信号的光路上的光纤波分复用器和光纤准直器。

[0030] 可选地，所述干涉信号同步单元包括：底座、转动圆盘、直流无刷盘式电机、若干个调整架、若干个中空屋脊棱镜反射镜和平面反射镜；

[0031] 所述转动圆盘和所述直流无刷盘式电机均设置在所述底座上，且所述转动圆盘设于所述直流无刷盘式电机上；所述直流无刷盘式电机与所述信号处理及控制单元控制连接，所述直流无刷盘式电机用于驱动所述转动圆盘旋转；

[0032] 所述若干个调整架均匀固定在所述转动圆盘上，若干个中空屋脊棱镜反射镜分别安装在若干个调整架上，所述中空屋脊棱镜用于折射入射的光信号；

[0033] 所述平面反射镜设置在所述底座上，用于反射入射的光信号。

[0034] 可选地，所述眼球成像单元包括：

[0035] 照明板，通过照明板控制电路与所述信号处理及控制单元控制连接，用于产生成像光线，并将所述成像光线照射在待测眼球上；

[0036] 依次设置在待测眼球反射光线的光路上的分光镜和成像物镜，用于在成像物镜上生成待测眼球的表面图像；

[0037] 图像传感器，与所述成像物镜平行设置，并与所述信号处理及控制单元电连接，所述图像传感器用于采集待测眼球的表面图像。

[0038] 另一方面，本发明还提供了一种眼球参数的测量方法，应用如前文所述的测量系统，包括以下步骤：

[0039] 利用低相干测量单元获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

[0040] 利用长相干测量单元获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

[0041] 利用眼球成像单元获得待测眼球的表面图像；

[0042] 根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；

[0043] 根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，测量得到待测眼球横向的眼球参数。

[0044] 可选地，所述测量方法还包括：利用干涉信号同步单元同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元。

[0045] 根据本发明提供的具体发明内容，本发明公开了以下技术效果：

[0046] 本发明提供的一种眼球参数的测量系统及方法，包括：低相干测量单元，用于获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；长相干测量单元，用于获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；干涉信号同步单元，同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元；眼球成像单元，用于获取待测眼球的表面图像；信号处理及控制单元，分别与所述低相干测量单元、所述长相干测量单元和所述眼球成像单元电连接，并根据所述长相干干涉信号谱，测量低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，以得到待测眼球眼轴方向的眼球参数；根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，得到待测眼球横向的眼球参数。本发明提供的测量系统及测量方法采用光学干涉测量法完成对待测眼球视轴方向上的参数的测量，同时根据成像原理及数字图像处理技术对待测眼球横向的参数进行了测量。

[0047] 另外，由于通过一个旋转式光学延迟线同步低相干测量单元与长相干测量单元，使二者产生的干涉信号具有同步性，因此通过干涉测距法，即计算相邻两个低相干干涉峰之间长相干干涉信号的周期数，就可以得出两个相邻弱相干干涉峰的距离，进而准确获得人眼视轴方向各组织层的厚度信息。

[0048] 进一步的，在干涉系统光路中采用了法拉第镜，能最大程度地减小光纤中由热扰动和机械扰动引起的偏振态的变化，便于干涉系统偏振态的控制，进而提高了干涉信号强度以及测量结果的信噪比。

[0049] 进一步的，本发明采用旋转式光学延迟线，通过直流无刷盘式电机控制转动圆盘上的中空屋脊棱镜反射镜转动，改变参考光路的光程，实现人眼不同层面的扫描，通过一次扫描，获取人眼视轴方向各层厚度信息；其中空屋脊棱镜反射镜是由两块直角棱镜和一块长方形基片构成，具有极高的表面平整度和良好的光学性能，在整个光谱范围内具有优越的透光性和极低的荧光强度。同时直角棱镜斜面上镀有带金属保护层的银膜，在可见光和近红外波段都具有高反射率，两个棱镜的斜面相对放置，且二面角成90°。中空屋脊棱镜反射镜可以反射从外部入射到棱镜斜边的光，与平面反射镜不同之处是反射光线仍然和入射光线平行，避免了光束干涉的影响。而且，本发明所采用的直流无刷盘式电机，带有内置编码器，用于精确位移标定；电机具有结构紧凑，高动态，高效率且运行平稳的特点，同时盘式结构对电机与底座的连接提供了方便。

附图说明

[0050] 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。

[0051] 图1为本发明实施例1提供的一种眼球参数的测量系统的结构框图；

[0052] 图2为本发明实施例2提供的一种眼球参数的测量方法的流程图；

[0053] 图3为本发明实施例3提供的眼球参数的测量系统的结构示意图；

[0054] 图4为本发明实施例3提供的旋转式光学延迟线的结构示意图；

[0055] 图5为本发明实施例3提供的眼球焦点追踪模块的结构示意图；

[0056] 图6为实施例3提供的测量方法中眼球视轴方向和横向不同组织界面结构图；

[0057] 图7(a)为本发明实施例3提供的低相干测量单元生成的低相干干涉信号谱；

[0058] 图7(b)为本发明实施例3提供的长相干测量单元生成的长相干干涉信号谱；

[0059] 图8为本发明实施例3提供的测量方法中根据长相干干涉信号测量眼球组织视轴方向各分界面干涉峰间距的示意图。

[0060] 符号说明：

[0061] 1：宽带光源；2：引导光源；3：窄带光源；4：Si光电探测器；5：平衡光电探测器；6：2*1单模光纤耦合器；7：3*3单模光纤耦合器；8：光纤波分复用器；9：2*2单模光纤耦合器；10：
光纤准直器；11：旋转式光学延迟线；12：平面反射镜；13：第一双桨光纤偏振控制器；14：第二双桨光纤偏振控制器；15：第一光纤匹配器；16：法拉第镜；17：第二光纤匹配器；18：调焦透镜；19：步进电机；20：分光镜；21：成像物镜；22：CMOS；23：照明板；24：待测人眼；25：照明板控制电路；26：电源模块；27：信号处理及控制单元；28：激光器驱动模块；29：计算机；30：
底座；31：转动圆盘；32：中空屋脊棱镜反射镜；33：直流无刷盘式电机；34：调整架；35：成像单元；36：人眼光学系统模型。

具体实施方式

[0062] 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，都属于本发明保护的范围。

[0063] 本发明的目的是提供一种眼球参数的测量系统及方法，解决现有的眼球参数测量手段不能同时测量眼球轴向参数和横向参数的问题。

[0064] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0065] 实施例1：

[0066] 如图1所示，本发明提供了一种眼球参数的测量系统，测量系统包括：

[0067] 低相干测量单元，用于获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

[0068] 长相干测量单元，用于获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

[0069] 干涉信号同步单元，用于同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元；

[0070] 眼球成像单元，用于获取待测眼球的表面图像；

[0071] 信号处理及控制单元，分别与所述低相干测量单元、所述长相干测量单元和所述眼球成像单元电连接；所述信号处理及控制单元用于：根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，得到待测眼球横向的眼球参数。

[0072] 为了提高系统抗干扰性和光路路径的方便性，在光路部分采用了单膜光纤耦合，用单模光纤来作为光路的传导介质；为了便于调整光路，在所述低相干系统中采用了He‑Ne激光器作为引导光，He‑Ne激光器所发出的光与SLED宽带光源发出的低相干光通过光纤耦合器后进入系统。具体来说，低相干测量单元又包括：

[0073] 宽带光源，本实施例中选用SLED宽带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出宽带光信号；

[0074] 引导光源，本实施例中选用He‑Ne激光器，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出引导光信号；

[0075] 第一单模光纤耦合器，本实施例中选用2*1单模光纤耦合器，所述2*1单模光纤耦合器的两个输入端分别与所述宽带光源和所述引导光源连接，所述第一单模光纤耦合器的输出端输出耦合光信号；

[0076] 第二单模光纤耦合器，本实施例中选用3*3单模光纤耦合器，与所述第一单模光纤耦合器的输出端连接，用于将所述耦合光信号分成低相干参考光信号、低相干零点光信号和低相干样品光信号；所述低相干参考光信号经过所述干涉信号同步单元进行光信号延迟后，返回到第二单模光纤耦合器中；所述低相干零点光信号经法拉第镜反射回到第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考零点干涉信号；所述低相干样品光信号经待测眼球各组织界面反射后返回第二单模光纤耦合器中，并与返回的低相干参考光信号发生干涉，产生参考样品干涉信号；

[0077] 平衡光电探测器，与所述第二单模光纤耦合器连接，接收所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号，并分别将所述参考零点干涉信号和所述参考样品干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元。

[0078] 进一步的结构，低相干测量单元还包括：依次设置在低相干参考光信号光路上的第一偏振控制器、光纤波分复用器和光纤准直器；

[0079] 依次设置在低相干零点光信号光路上的第一光纤匹配器和法拉第镜；

[0080] 依次设置在低相干样品光信号光路上的第二偏振控制器、第二光纤匹配器和眼球焦点追踪模块。

[0081] 由于测量光在人眼中传输中，眼组织对光的吸收特性，导致光信号的衰减，使人眼各组织界面反射信号降低，不利于干涉信号的采集，因此，利用伺服电机及调焦透镜设计了眼球焦点追踪模块，眼球焦点追踪模块包括：

[0082] 伺服电机和设置在所述伺服电机上的调焦透镜，所述伺服电机与所述信号处理及控制单元控制连接，所述伺服电机用于驱动所述调焦透镜进行轴向运动。

[0083] 为了与低相干测量单元区分，并且满足相干长度大于干涉信号同步单元光程变化量要求，所述长相干测量单元包括：

[0084] 窄带光源，与所述信号处理及控制单元电连接，用于发出窄带光信号；

[0085] 第三单模光纤耦合器，本实施例中选用2*2单模光纤耦合器，与所述窄带光源的输出端连接，用于将所述窄带光信号分成长相干参考光信号和长相干测量光信号；所述长相干参考光信号经过所述反射膜回到第三单模光纤耦合器中；所述长相干测量光信号经过干涉信号同步单元3进行光信号延迟后，返回到第三单模光纤耦合器中，并与返回的长相干参考光信号发生干涉，产生参考测量干涉信号；

[0086] Si光电探测器，与所述第三单模光纤耦合器连接，接收所述参考测量干涉信号，并将所述参考测量干涉信号转化为电信号传输给所述信号处理及控制单元。

[0087] 进一步的结构，长相干测量单元还包括：设置在长相干参考光信号的光路上的反射膜；

[0088] 依次设置在长相干测量光信号的光路上的光纤波分复用器和光纤准直器。

[0089] 可选地，所述干涉信号同步单元包括：底座、转动圆盘、直流无刷盘式电机、若干个调整架、若干个中空屋脊棱镜反射镜和平面反射镜；

[0090] 所述转动圆盘和所述直流无刷盘式电机均设置在所述底座上，且所述转动圆盘设于所述直流无刷盘式电机上；所述直流无刷盘式电机与所述信号处理及控制单元控制连接，所述直流无刷盘式电机用于驱动所述转动圆盘旋转；

[0091] 所述若干个调整架均匀固定在所述转动圆盘上，若干个中空屋脊棱镜反射镜分别安装在若干个调整架上，所述中空屋脊棱镜用于折射入射的光信号；

[0092] 所述平面反射镜设置在所述底座上，用于反射入射的光信号。

[0093] 便于采集待测眼球的表面图像，所述眼球成像单元包括：

[0094] 照明板，通过照明板控制电路与所述信号处理及控制单元控制连接，用于产生成像光线，并将所述成像光线照射在待测眼球上；

[0095] 依次设置在待测眼球反射光线的光路上的分光镜和成像物镜，用于在成像物镜上生成待测眼球的表面图像；

[0096] 图像传感器，与所述成像物镜平行设置，并与所述信号处理及控制单元电连接，所述图像传感器用于采集待测眼球的表面图像。

[0097] 实施例2：

[0098] 如图2所示，对应于实施例1的一种眼球参数的测量系统，本发明还提供了一种眼球参数的测量方法，应用如实施例1所述的测量系统，包括以下步骤：

[0099] S1、利用低相干测量单元获得与待测眼球眼轴方向各组织的厚度相关的低相干干涉信号谱，所述低相干干涉信号谱中包括若干个干涉峰；

[0100] S2、利用长相干测量单元获得近似等幅值的长相干干涉信号谱；

[0101] S3、利用眼球成像单元获得待测眼球的表面图像；

[0102] S4、根据所述长相干干涉信号谱，测量所述低相干干涉信号谱中各低相干干涉峰之间的距离，并根据所述距离计算待测眼球眼轴方向的眼球参数；

[0103] S5、根据数字图像处理技术对待测眼球的表面图像进行分析，测量得到待测眼球横向的眼球参数。

[0104] 为了使低相干测量单元和长相干测量单元产生的干涉信号具有同步性，能够采用干涉测距法计算低相干干涉峰之间的距离，利用干涉信号同步单元同步所述低相干测量单元和所述长相干测量单元。

[0105] 实施例3：

[0106] 如图3所示，本实施例中使用一个具体的例子详细说明并验证本发明提供的测量方法达到的效果。

[0107] 选择波长为1060nm，3dB带宽为60nm的SLED宽带光源1，当然也可以用符合要求的宽带光源，SLED宽带光源1发出的低相干光与He‑Ne激光器2发出的引导光通过2*1单模光纤耦合器6后，再经过3*3单模光纤耦合器7分成测量光源参考光路、测量光源零点光路和测量光源样品光路；其中测量光源样品光路经过第一双桨光纤偏振控制器13、第二光纤匹配器17后，再经过可移动调焦透镜18后聚焦到眼组织各个分界面并返回；测量光源参考光路经过第二双桨光纤偏振控制器14光纤波分复用器8后进入光纤准直器10，光纤准直器10出射的光进入旋转式光学延迟线11，旋转式光学延迟线的结构如图4所示，光纤准直器10出射的光经过旋转式光学延迟线11上分布的中空屋脊棱镜反射镜32后射向安装在底座30上的平面反射镜12，经平面反射镜12反射的光按原光路返回，与人眼组织各界面反射光在3*3单模光纤耦合器7中发生干涉，干涉信号由平衡光电探测器5接收；测量光源零点光路上设置有第一光纤匹配器15，法拉第镜16，入射光经过法拉第镜16反射后，反射光按原光路返回，在
3*3单模光纤耦合器7中与测量光源参考光路返回的光产生干涉，干涉信号同样由平衡光电探测器5接收；平衡探测器5接收到的干涉信号经过信号处理及控制器27进行信号处理后输出到计算机29。

[0108] 长相干光源采用窄带光源3，为了与低相干光源区分，并且满足相干长度大于光学延迟线光程变化量要求，选择波长为1310nm，带宽为1.1GHz的DFB激光器；窄带光源3发出的光经过2*2单模光纤耦合器9将光路分为长相干干涉系统的测量光路和参考光路，其中参考光路被单模光纤末端的反射膜反射回到2*2单模光纤耦合器9中，而测量光路经过光纤波分复用器8及光纤准直器10后进入旋转式光学延迟线11，经过旋转式光学延迟线11上分布的中空屋脊棱镜反射镜32后射向安装在底座30上的平面反射镜12，经平面反射镜12反射的光按原光路返回，反射的光与参考光路返回光在2*2单模光纤耦合器9中发生干涉，干涉信号由Si光电探测器4接收，探测器接收的干涉信号经信号处理及控制器27进行处理，信号处理后形成幅值近似相等的正弦波。

[0109] 成像单元35包含照明板23、分光镜20、成像物镜21、CMOS模块22，待测人眼24，照明板23与照明板控制电路25连接，照明板控制电路25控制照明板光源，照明板发出的光照射到待测人眼24，通过人眼角膜返射的光经过分光镜20分光，在成像物镜21上成像，通过CMOS模块22采集人眼图像，传输到信号处理及控制器27及计算机29，通过数字图像处理技术及干涉测距技术实现眼球角膜曲率等横向参数测量。

[0110] 所述低相干测量单元与长相干测量单元，共用一个旋转式光学延迟线11，产生的干涉信号具有同步性，因此通过干涉测距法，计算相邻两个低相干干涉峰之间长相干干涉信号的周期数，就可以得出两个相邻弱相干干涉峰的距离，进而获得人眼视轴方向各组织层的厚度信息。

[0111] 系统中通过采用光学干涉法，干涉测距法及数字图像处理技术，并设计了眼球焦点追踪模块，如图5所示，眼球焦点追踪模块包含调焦透镜18、伺服电机19，人眼光学系统模型36，在本实施例中，人眼光学系统模型36为待测人眼24，其中调焦透镜18是可移动的，通过信号处理及控制器27控制伺服电机19以设定的速度进行轴向运动，控制调焦透镜18与第二光纤匹配器17入射光之间的距离，达到调节入射光在人眼组织各个层面聚焦的目的，进而提高干涉信号强度及系统信噪比。提高了系统信噪比及测量精度；采用中空屋脊棱镜反射镜和直流盘式无刷电机设计的旋转式光学延迟线提高了系统的测量速度。

[0112] 如图6所示为眼球视轴方向和横向不同组织界面结构图；其中AL眼轴长度，CCT为角膜厚度，AD为前房深度，LT为晶状体厚度，VT为玻璃体厚度，PD为瞳孔直径，WTW为白到白距离，K为角膜曲率。

[0113] 如图7所示为本实施例中提供的测量系统生成的干涉信号谱，其中图7(a)为长相干测量单元生成的长相干干涉波形图，由于长相干测量单元采用的光源光谱线宽窄，输出波形近似等幅值正弦波形，图7(b)为示波器采集到的低相干测量单元产生的眼球视轴方向各组织层的干涉波形图，因为各组织层反射信号的强度不同，所以生成的干涉信号幅值不同。图8所示，是根据长相干干涉信号测量眼球组织视轴方向各分界面干涉峰间距的示意图。

[0114] 技术中的程序部分可以被认为是以可执行的代码和/或相关数据的形式而存在的“产品”或“制品”，通过计算机可读的介质所参与或实现的。有形的、永久的储存介质可以包括任何计算机、处理器、或类似设备或相关的模块所用到的内存或存储器。例如，各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器或者类似任何能够为软件提供存储功能的设备。

[0115] 所有软件或其中的一部分有时可能会通过网络进行通信，如互联网或其他通信网络。此类通信可以将软件从一个计算机设备或处理器加载到另一个。例如：从视频目标检测设备的一个服务器或主机计算机加载至一个计算机环境的硬件平台，或其他实现系统的计算机环境，或与提供目标检测所需要的信息相关的类似功能的系统。因此，另一种能够传递软件元素的介质也可以被用作局部设备之间的物理连接，例如光波、电波、电磁波等，通过电缆、光缆或者空气等实现传播。用来载波的物理介质如电缆、无线连接或光缆等类似设备，也可以被认为是承载软件的介质。在这里的用法除非限制了有形的“储存”介质，其他表示计算机或机器“可读介质”的术语都表示在处理器执行任何指令的过程中参与的介质。

[0116] 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；本领域的技术人员应该理解，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

[0117] 同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。