(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711018788.9
(22)申请日 2017.10.25
(71)申请人 视微影像(河南)科技有限公司
地址 471000 河南省洛阳市涧西区龙裕路
洛阳国家大学科技园1号楼302室
(72)发明人 武珩 彭先兆
(74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所
(普通合伙) 32204
代理人 吕朦
(51)Int.Cl.
A61B 3/12(2006.01)
A61B 3/15(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种共聚焦扫描激光眼底镜，
组；照明模块用于发射扫描激光；所述成像透镜
组包括接目镜、第一镜组、反射镜或二向镜、第
二镜组；扫描激光经扫描元件后依次经过第二镜
组、反射镜或二向镜、第一镜组、接目镜到达眼
底，达到眼底后返回光线至采集模块；采集模块
包括光纤，光纤用于收集返回的光线；非零光焦
间的偏差角不小于0.5度。本发明既可使用近红
外或红外窄带光源成像，也可使用荧光造影成
像；共聚焦扫描激光眼底镜的光路设计针对抑制
杂散光鬼像进行了优化，可以抑制镜片反射杂光
鬼像在经共聚焦抑制后的剩余影响。权利要求书1页 说明书5页 附图6页CN 107692963 A 2018.02.16
C N 107692963
A
1.一种共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，包括照明模块、采集模块、扫描元件及成像透镜组；照明模块用于发射扫描激光；所述成像透镜组包括接目镜、第一镜组、反射镜或二向镜、第二镜组；扫描激光经扫描元件后依次经过第二镜组、反射镜或二向镜、第一镜组、接目镜到达眼底，达到眼底后返回光线至采集模块；采集模块包括光纤，光纤用于收集返回的光线；所述接目镜、第一镜组、第二镜组的每个面的入射角与该面杂散光反射角之间的偏差角不小于0.5度。
2.根据权利要求1所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，所述接目镜与第一镜组之间存在中间像面，且中间像面为远心设计。
3.根据权利要求2所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，接目镜与中间像面之间的距离、中间像面与第一镜组之间的距离可调节。
4.根据权利要求3所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，设接目镜焦距为f 101，设接目镜与中间像面之间的距离为L 11，设中间像面与第一镜组之间的距离为L 21，满足：
0.7＜L 11/f 101
0.7＜L 21/f 101。
5.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，接目镜为双凸非球面透镜。
6.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，所述第一镜组至少包括一个负透镜，所述负透镜位于第一镜组靠近接目镜的一面，所述负透镜至少有一个凹面圆心在远离接目镜的一侧。
7.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，所述第二镜组至少包括一个弯月式双胶合透镜，弯月式双胶合透镜两个表面圆心均在靠近扫描元件位置一侧。
8.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，设接目镜焦距为f 101，第一镜组、反射镜或二向镜、第二镜组的焦距均为f 202，f 101与f 202满足：
1.7＜f 202/f 101。
9.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，用于使用近红外或红外窄带光源成像。
10.根据权利要求1至4任一所述的共聚焦扫描激光眼底镜，其特征在于，用于使用ICGA 荧光造影技术成像。
权 利 要 求 书1/1页CN 107692963 A
一种共聚焦扫描激光眼底镜
技术领域
[0001]本发明涉及眼科成像诊断系统，尤其涉及一种共聚焦扫描扫描激光眼底镜。
背景技术
[0002]共聚焦扫描扫描激光眼底镜(confocal scanning laser ophthalmoscope，cSLO)， 能够快速、无辐射损伤对眼底及血管造影进行检查。具体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。相对传统眼底镜，扫描扫描激光 眼底镜(scanning laser ophthalmoscope，SLO)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。而其中的共聚焦扫描激光眼底镜(confocal scanning laser ophthalmoscope，cSLO)，其共聚焦属性决定只收集眼底焦点位置 返回的光线，大大提高了图像的对比度；而且可以设定接受眼底某一层的光线， 使断层成像成为可能。
[0003]共聚焦扫描激光眼底镜cSLO在红外光及ICGA荧光造影条件下，可对眼睛 不同病灶进行诊断：在红外光下可大致了解视网膜素上皮层素分布的情况。 对“中浆”、黄斑裂孔及干性老年黄斑变性患者，用红外光检查，常能较清楚地发 现素脱失的情况，有时还能查出眼底检查时未能发现的病灶。
对于儿童、严重 畏光及屈光间质混浊的患者用红外光检查眼底较为方便。在吲哚青绿血管眼底荧 光造影ICGA条件下能较清楚地观察到脉络膜大、中、小血管的充盈过程及充盈 形态。
[0004]在cSLO眼底成像光路设计中，由于眼底的反射和散射收集效率非常低，探 测器可以接收到的能量甚至低于镜片表面镀膜后的反射杂光。尽管cSLO系统的 共聚焦成像属性可以很好地抑制离焦面的杂散光以及大部分中间视场和边缘视 场的反射杂光，但中心视场成像光束在镜片表面反射杂光仍为cSLO系统的主要 杂光来源，致使cSLO图像常常在图像中心有一个很亮的点。如文献Francesco LaRocca，Al-Hafeez Dhalla，Michael P.Kelly，Sina Farsiu，and Joseph A.Izatt， “Optimization of confocal scanning laser ophthalmoscope design”，Journal of Biomedical Optics 18(7)，076015 (July2013)中公开的cSLO图像，如图1所示，镜 片反射像比图像本身强度高，甚至已经饱和了。所述文献采用了减背景等算法去 除鬼像点，得到修正后的图像如图2。
[0005]镜片反射问题对于大视野的cSLO系统尤其突出，如文献Staurenghi G，Viola F，Mainster MA，Graham RD，Harrington PG.“Scanning Laser Ophthalmoscopy and Angiography With a Wide-Field Contact Lens System.”Arch Ophthalmol. 2005；123 (2)：244-252.doi：10.1001/archopht.123.2.244介绍了一种人眼接触式大视 场SLO，文献中附图及文字对比说明了：在荧光ICG血管造影成像中由于滤光 片的使用，镜片反射对图像影响可以忽略(文献中除Figure 5外大部分眼底图)； 而在红外SLO图像中，镜片反射不受荧光造影滤光片的抑制，眼底SLO图像依 然可以明
显看到镜片的反射影响，如图3所示。[0006]这是因为：1、扫描镜与目镜的焦距比大，扫描镜的焦距长，导致更多的杂 散光通过针孔。2、大视野的光学设计，镜片多，产生杂散光的反射面多。
[0007]专利US9204791中介绍了一种cSLO光路，该cSLO光路中在眼底共轭位置 设置了一个柱面镜，为了避免该镜片表面反射对眼底成像造成影响，采用倾斜镜 片的方法，使反射杂散光远离眼底信号光路。
[0008]cSLO系统鬼像的主要特点体现在：1.cSLO光线会以方向相反的两次通过 系统中部分光学面，所以鬼像的来源主要为光学面的一次反射；2.cSLO使用的 是共聚焦成像技术，采集端光纤芯径本质上就是共聚焦系统的针孔，只有靠近中 心视场少部分光束经镜片反射后的杂光鬼像会对图像造成干扰。cSLO扫描设备 覆盖的实时眼底扫描视场逐年增大，为眼底诊断带来很大便利。同时光路设计总 体光通量也随之增加，但扫描元件在高速扫描前提下扫描角度范围是有限的，只 能增加光束口径来保证光通量。cSLO共聚焦技术对光束口径增加导致的中心视 场鬼像的抑制作用有限，因此增加了光学设计抑制杂散光鬼像的难度。因此如专 利US920479l中通过倾斜或偏移光学元件来抑制杂散光的方法在眼科检查设备 中被广泛使用。倾斜或偏移光学元件的方法对于平面光学元件比较有效，但对于 光焦度不为零的光学元件经常伴随着成像质量或系统效率的下降。对于眼底视野 超过30度的大视野cSLO系统，倾斜光学元件的办法难以完全把鬼像移除视野 并同时兼顾像质。
发明内容
[0009]发明目的：为了解决现有技术存在的问题，降低镜片反射杂光的影响，本发 明提供一种共聚焦扫描激光眼底镜。
[0010]技术方案：一种共聚焦扫描激光眼底镜，包括照明模块、采集模块、扫描元 件及成像透镜组；照明模块用于发射扫描激光；所述成像透镜组包括接目镜、第 一镜组、反射镜或二向镜、第二镜组；扫描激光经扫描元件后依次经过第二镜 组、反射镜或二向镜、第一镜组、接目镜到达眼底，达到眼底后返回光线至采 集模块；采集模块包括光纤，光纤用于收集返回的光线；所述接目镜、第一镜组、 第二镜组的每个面的入射角与该面杂散光反射角之间的偏差角不小于0.5度。
[0011]有益效果：本发明提出一种共聚焦扫描激光眼底镜，在眼前的扫描视场达到 40°* 40°的扫描范围，且覆盖了770nm～860nm的波段范围，其中包含近红外cSLO 近红外或红外窄带光源所属波段，更覆盖了吲哚青绿血管眼底荧光造影ICGA波 段，即针对待测眼底既可使用近红外或红外窄带光源成像，也可使用荧光造影成 像。共聚焦扫描激光眼底镜的光路设计针对抑制杂散光鬼像进行了优化，通过约 束镜片与空气界面或不同材料镜片界面的光线入射角度，可以抑制镜片反射杂光 鬼像在经共聚焦抑制后的剩余影响，将鬼影的影响将至最低。
附图说明
[0012]图1为带有鬼像点的图像；
[0013]图2为去除鬼像点的图像；
[0014]图3为红外SLO图像中带镜片的反射影响的眼底图像；
[0015]图4为共聚焦扫描激光眼底镜的光学系统图；
[0016]图5为反射杂散光角度偏移示意图；
[0017]图6为实施例中S8面反射鬼像示意图；
[0018]图7为实施例中S7面反射鬼像示意图；
[0019]图8为本实施例中共用光路设计示意图；
[0020]图9(a)为本实施例选取的第一个点的波像差图；
[0021]图9(b)为本实施例选取的第二个点的波像差图；
[0022]图9(c)为本实施例选取的第三个点的波像差图；
[0023]图9(d)为本实施例选取的第四个点的波像差图；
[0024]图9(e)为本实施例选取的第五个点的波像差图；
[0025]图9(f)为本实施例选取的第六个点的波像差图；
[0026]图9(g)为本实施例选取的第七个点的波像差图；
[0027]图9(h)为本实施例选取的第八个点的波像差图；
[0028]图9(i)为本实施例选取的第九个点的波像差图；
[0029]图10为本实施例MTF调制传递函数图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0031]如图4所示，共聚焦扫描激光眼底镜包括照明模块107、采集模块109、扫 描元件106及成像透镜组；照明模块107用于发射扫描激光；所述成像透镜组包 括接目镜10l、中间像面102、第一镜组103、反射镜或二向镜104、第二镜组 105；扫描激光经扫描元件106后依次经过第二镜组105、反射镜或二向镜104、 第一镜组103、接目镜101到达眼底100，达到眼底100后返回光线至采集模块 109；采集模块109包括光纤110，光纤110用于收集返回的光线。
[0032]具体的如图8所示，接目镜101为双凸非球面透镜，第一镜组103包含透镜 11，透镜12，透镜13。考虑到本实施例SLO扫描系统在眼前的扫描视场达到40°*40°的扫描范围，因此有场区平衡的需要，透镜11为靠近中间像面的负透镜， 用以平衡场区，其凹面圆心在远离接目镜的一侧。透镜12及透镜13均为双凸正 透镜，通过平衡透镜11、透镜12及透镜13光焦度，控制在反射镜或二向镜 104上边缘视场主光线的入射角，降低加工难度。第二透镜组105包含透镜14、 透镜15、透镜16。透镜14为弯月透镜，两圆心在远离扫描元件位置。透镜15 为近似平凸正透镜。扫描元件理论位置为本光路的理论孔径光阑所在位置，透镜 16为最靠近扫描元件理论位置的透镜，即最靠近光阑的镜片。透镜16为弯月式 双胶合透镜，两个表面圆心均在靠近扫描元件位置一侧；双胶合设计矫正了系统 内大部分的差，保证近红外以及更覆盖了吲哚青绿血管眼底荧光造影ICGA波 段内的光学性能。
[0033]“零光焦度镜片”指平面光学元件，如反射镜或二向镜104，或者棱镜； “非零光焦度镜片”指偏转角的约束只针对球面或者非球面这些具有光焦度的光 学元件。共用光路300中的非零光焦度镜片每个面的入射角与该面杂散光反射角 之间的偏差角不小于0.5度，即接目镜101、第一镜组103、第二镜组105每个 面的入射角与该面杂散光反射角之间的偏差角不小于0.5度，本实施例中选取非 零光焦度镜片每个面的入射角与该面杂散光反射角之间的偏差角为0.5度。
[0034]照明模块107发出的激光通过分光镜进入扫描元件106，经过扫描元件106 后的光线透过第二镜组105经反射镜或二向镜104反射，再经过第一镜组103， 透过接目镜101后
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