一種眼底成像光學系統的制作方法

本發明涉及光學應用技術領域，特別是涉及一種眼底成像光學系統。

背景技術：

眼睛的健康極為重要。眼底檢查是眼睛保健及治療中的一種常用檢查手段，能夠觀察或者成像形成眼睛內部與視網膜的圖像，對眼底情況進行觀察，或者追蹤病變部位。

現有技術中，眼底檢查的設備包括共聚焦顯微鏡，共聚焦顯微鏡是一種高精度顯微鏡，基于其成像原理所獲得的共聚焦圖像是樣本的光學橫斷面圖像，通過分層掃描獲得多層橫斷面圖像可構建三維成像。共聚焦顯微鏡利用針孔進行成像處理，可提高成像精度，但具有視域范圍小的缺點。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種眼底成像光學系統，可實現眼底部位的高精度成像，并且與現有技術相比可增大視域范圍。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種眼底成像光學系統，包括光源部、偏振元件、第一小孔陣列板、微透鏡陣列、第一透鏡、第二透鏡、第二小孔陣列板和光電成像器件；

所述偏振元件用于將所述光源部發出的光進行移相轉換；

所述偏振元件、所述第一小孔陣列板和所述微透鏡陣列沿光路依次布置，所述微透鏡陣列包括在同一平面內排布的多個微透鏡，多個所述微透鏡用于對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束；

所述第一透鏡用于將由所述微透鏡陣列出射的光匯聚到眼底部位；

所述第一小孔陣列板用于通過眼底部位產生光依次經過所述第一透鏡、所述微透鏡陣列后返回的光，并入射到所述偏振元件；

所述第二透鏡用于將返回光經所述偏振元件出射的光匯聚到所述第二小孔陣列板；

所述光電成像器件用于接收所述第二小孔陣列板通過光并成像。

可選地，所述第一小孔陣列板、所述微透鏡陣列和所述第一透鏡位于所述偏振元件透射光出射的方向上，所述第二透鏡、所述第二小孔陣列板和所述光電成像器件位于所述偏振元件反射光出射的方向上。

可選地，所述第一小孔陣列板、所述微透鏡陣列和所述第一透鏡位于所述偏振元件反射光出射的方向上，所述第二透鏡、所述第二小孔陣列板和所述光電成像器件位于所述偏振元件透射光出射的方向上。

可選地，在所述偏振元件和所述微透鏡陣列之間設置有修正鏡組；

所述修正鏡組用于將由所述微透鏡陣列返回的光匯聚到所述第一小孔陣列板。

可選地，所述修正鏡組還用于修正由所述偏振元件出射光的光圈。

可選地，所述光源部包括：

用于發出激光的激光器；

用于對所述激光器發出的激光進行擴束和準直的擴束鏡組。

可選地，所述微透鏡為在通電電壓控制下發生形變進而改變焦距的透鏡。

可選地，多個所述微透鏡在同一平面內均勻分布。

可選地，在所述微透鏡陣列與所述第一透鏡之間設置有反光元件，所述微透鏡陣列的出射光入射到所述反光元件，所述反光元件將光反射至所述第一透鏡。

由上述技術方案可知，本發明所提供的眼底成像光學系統，包括光源部、偏振元件、第一小孔陣列板、微透鏡陣列、第一透鏡、第二透鏡、第二小孔陣列板和光電成像器件。

光源部發出光，光通過偏振元件進行移相轉換，轉換后光通過微透鏡陣列，微透鏡陣列的多個微透鏡對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束，第一透鏡將微透鏡陣列出射的光匯聚到眼底部位，分別匯聚到眼底部位不同位置。眼底部位各位置產生光依次經過第一透鏡、微透鏡陣列，并通過第一小孔陣列板通光孔入射到偏振元件；第二透鏡將返回光經所述偏振元件出射的光匯聚到第二小孔陣列板，由光電成像器件接收第二小孔陣列板通過光并成像。

本發明眼底成像光學系統，可形成眼底部位同一聚焦平面或曲面的成像，可實現眼底部位的高精度成像，并且增大了視域范圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種眼底成像光學系統的示意圖；

圖2為本發明又一實施例提供的一種眼底成像光學系統的示意圖；

圖3為本發明實施例中光源部的示意圖；

圖4為本發明又一實施例提供的一種眼底成像光學系統的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例提供的一種眼底成像光學系統，包括光源部、偏振元件、第一小孔陣列板、微透鏡陣列、第一透鏡、第二透鏡、第二小孔陣列板和光電成像器件；

所述偏振元件用于將所述光源部發出的光進行移相轉換；

所述偏振元件、所述第一小孔陣列板和所述微透鏡陣列沿光路依次布置，所述微透鏡陣列包括在同一平面內排布的多個微透鏡，多個所述微透鏡用于對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束；

所述第一透鏡用于將由所述微透鏡陣列出射的光匯聚到眼底部位；

所述第一小孔陣列板用于通過眼底部位產生光依次經過所述第一透鏡、所述微透鏡陣列后返回的光，并入射到所述偏振元件；

所述第二透鏡用于將返回光經所述偏振元件出射的光匯聚到所述第二小孔陣列板；

所述光電成像器件用于接收所述第二小孔陣列板通過光并成像。

其中，光源部發出光，優選為發出準直光，入射到偏振元件。

所述偏振元件、所述第一小孔陣列板、所述微透鏡陣列沿光路依次布置。偏振元件對通過光進行移相轉換，使通過光改變偏振方向投射到眼底部位，避免出射的投射光與返回光產生干擾。

由偏振元件出射的光依次經過第一小孔陣列板、微透鏡陣列。其中，微透鏡陣列具有在同一平面內排布的多個微透鏡，多個微透鏡對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束。第一透鏡將傳播方向不同的各路光分別匯聚到眼底部位不同位置。

光投射到眼底部位不同位置處，眼底部位被激發產生光或者產生反射光，眼底部位產生光依次經過第一透鏡、微透鏡陣列后，通過第一小孔陣列板上各小孔通過，通過的各路光返回到偏振元件。第二透鏡將返回光經偏振元件出射的光匯聚到第二小孔陣列板，由光電成像器件接收第二小孔陣列板通過光并成像。

本實施例眼底成像光學系統，可形成眼底部位同一聚焦平面或者曲面的成像，可實現眼底部位的高精度成像，并且增大了視域范圍。

下面對本實施例眼底成像光學系統進行詳細說明。

請參考圖1或圖2，本眼底成像光學系統包括光源部10、偏振元件11、第一小孔陣列板12、微透鏡陣列13、第一透鏡14、第二透鏡15、第二小孔陣列板16和光電成像器件17。

在具體實施時，請參考圖3，光源部10可包括：

用于發出激光的激光器100；

用于對所述激光器100發出的激光進行擴束和準直的擴束鏡組101。

通過擴束鏡組101調整激光器100輸出光的發散角、能量分布和光束直徑，對產生激光進行擴束和準直，形成準直光輸出。

偏振元件11用于將所述光源部10發出光進行移相轉換。在具體實施時，偏振元件11可采用偏振分光元件。

在一種具體實施方式中，可參考圖1，所述第一小孔陣列板12、所述微透鏡陣列13和所述第一透鏡14位于所述偏振元件11透射光出射的方向上，所述第二透鏡15、所述第二小孔陣列板16和所述光電成像器件17位于所述偏振元件11反射光出射的方向上。

由偏振元件11移相轉換后透射出的光，偏振方向改變90度，依次通過第一小孔陣列板12和微透鏡陣列13。

微透鏡陣列13包括在同一平面內排布的多個微透鏡，多個微透鏡用于對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束。其中，在一成像探測狀態下，多個微透鏡的焦距相同，光通過多個微透鏡分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束，使光投射到眼底部位的不同位置處。

在具體實施時，微透鏡陣列13中多個所述微透鏡的位置排布靈活設置，在一種優選方式中，多個所述微透鏡在同一平面內均勻分布。

所述第一透鏡14用于將由所述微透鏡陣列13出射的光匯聚到眼底部位。由微透鏡陣列13出射的不同傳播方向的各路光被第一透鏡14分別匯聚到眼底部位不同位置。

光投射到眼底部位，眼底部位被激發產生光或者產生反射光，眼底部位各位置產生光依次經過第一透鏡、微透鏡陣列，并通過第一小孔陣列板12上各通光孔通過，對返回的各路光修正。

通過第一小孔陣列板12的光返回到偏振元件，被反射到第二透鏡15。第二透鏡15將返回光經所述偏振元件11出射的光匯聚到所述第二小孔陣列板16。

光電成像器件17接收所述第二小孔陣列板16通過光并成像。

優選的，在第一小孔陣列板12、第二小孔陣列板16上分布的多個通光孔均勻分布。

在具體實施時，可選的，光電成像器件17可采用電荷耦合圖像傳感器，即ccd圖像傳感器。

在另一種具體實施方式中，可參考圖2，所述第一小孔陣列板12、所述微透鏡陣列13和所述第一透鏡14位于所述偏振元件11反射光出射的方向上，所述第二透鏡15、所述第二小孔陣列板16位于所述偏振元件11透射光出射的方向上。

其中，由偏振元件11移相轉換后反射出的光，偏振方向改變90度，依次通過第一小孔陣列板12和微透鏡陣列13。

微透鏡陣列13對通過光分別聚焦，形成傳播方向不同的多路光束。第一透鏡14將由所述微透鏡陣列13出射的各路光分別匯聚到眼底部位不同位置處。

眼底部位各位置產生光依次經過第一透鏡14、微透鏡陣列13，并通過第一小孔陣列板12上各通光孔通過，通過第一小孔陣列板12的光返回到偏振元件，被透射到第二透鏡15。第二透鏡15將返回光經所述偏振元件11出射的光匯聚到第二小孔陣列板16。光電成像器件17接收第二小孔陣列板16通過光并成像。

本實施方式中，各光學元件的具體設置方式均可參考上一實施方式描述，此處不再贅述。

優選的，在上述各實施方式中，微透鏡陣列13的微透鏡為在通電電壓控制下發生形變進而改變焦距的透鏡。在對眼底部位成像觀測過程中，可通過控制改變微透鏡陣列13的通電電壓，控制改變各微透鏡焦距，可觀測眼底部位不同聚焦平面的成像，實現對眼底部位各掃描層面的成像觀測。

進一步的，在上述各實施方式中，在所述偏振元件11和所述微透鏡陣列13之間設置有修正鏡組18；所述修正鏡組18用于將由微透鏡陣列13返回的光匯聚到第一小孔陣列板12，可參考圖4所示。

所述修正鏡組18還用于修正由所述偏振元件11出射光的光圈。

具體的，所述修正鏡組18由凹面鏡或/和凸面鏡構成，凹面鏡或者凸面鏡可以是球面透鏡或者為非球面透鏡。

進一步的，在所述微透鏡陣列13與所述第一透鏡14之間設置有反光元件20，所述微透鏡陣列13的出射光入射到所述反光元件20，所述反光元件20將光反射至所述第一透鏡14。通過反光元件20可以改變光路方向，更便于光學系統結構布局和光路設計。

示例性的，在一種具體實施例中，小孔陣列板的尺寸為20mmx20mm，通光孔的直徑為25μm，共具有600x600個通光孔。

本實施例眼底成像光學系統，利用微透鏡陣列和小孔陣列板，實現對眼底部位的大視域范圍成像，與現有共聚焦顯微鏡相比，可提高成像速度和成像精度。并且，利用對微透鏡陣列的變焦控制，對照射光細分，各路光在不同位置聚焦，可實現三維掃描成像。

以上對本發明所提供的一種眼底成像光學系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。