基于自适应光学的三差动共焦扫描眼底视网膜成像装置及成像方法

摘要

一种基于自适应光学的三差动共焦扫描眼底视网膜成像装置及成像方法。以基于自适应光学的激光共焦检眼镜(adaptive optics confocal scanning laser ophthalmoscope，AOSLO)为基础，利用三差动探测技术进一步改进AOSLO的轴向分辨率，实现眼底视网膜的高分辨率成像。系统光路中，利用针孔轴向微位移装置改变光探测处针孔的轴向位置，实现信号的三差动探测。本发明实现简单，是有效利用光能的眼底视网膜高分辨率成像方法及装置。

主权项

1.基于自适应光学的三差动共焦扫描眼底视网膜成像装置，其特征在于包括：基于自适应光学的激光共焦检眼镜（AOSLO）的光学系统和自适应光学控制系统（29），针孔轴向微位移驱动装置（28）、针孔轴向微位移装置（20）、光探测处针孔（21）、光探测装置（22）、信号同步装置（23）、数据采集装置（24）和数据处理装置（25）；将光探测处针孔（21）固定在针孔轴向微位移装置（20）一端上，针孔轴向微位移装置（20）另一端固定在基板（30）上，由信号同步装置（23）控制针孔轴向微位移驱动装置（28）发出驱动信号，驱动针孔轴向微位移装置（20）带动光探测处针孔（21）沿轴向移动，由信号同步装置（23）对基于自适应光学的激光共焦检眼镜（AOSLO）的光学系统和自适应光学控制系统（29）中的X方向扫描镜（8）和Y方向扫描镜（11）的扫描信号、针孔轴向微位移驱动装置（28）的驱动信号、数据采集装置（24）的触发信号进行同步；当光探测处针孔（21）移动完成后，逐点扫描视网膜（17），同时数据采集装置（24）采集图像，当采集完一帧图像后，信号同步装置（23）控制针孔轴向微位移驱动装置（28）产生驱动信号，控制针孔轴向微位移装置（20）移动光探测处针孔（21）轴向位置，再采集图像，光探测处针孔（21）分别在基于自适应光学的激光共焦检眼镜（AOSLO）的光学系统和自适应光学控制系统（29）中的收集透镜（19）焦点处、焦后u_m处和焦前u_m处时，依次采集眼底视网膜图像I₁(v,u,0)、I₂(v,u,-u_m)和I₃(v,u,+u_m)，信号同步装置（23）控制针孔轴向微位移驱动装置（28）产生的周期驱动信号f_d(t)为：$f_d\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}E,& 0<t\le T/3\\ 0,& T/3<t\le 2T/3\\ -E,& 2T/3<t\le T\end{array}\right.$其中T为驱动信号的周期即采集三幅图像所需时间，E为驱动信号的幅度；当0＜t≤T/3时，光探测处针孔（21）处在收集透镜（19）焦后u_m处，此时采集图像I₂(v,u,-u_m)；当T/3＜t≤2T/3时，光探测处针孔（21）处在收集透镜（19）焦点处，此时采集图像I₁(v,u,0)；当2T/3＜t≤T时，光探测处针孔（21）处在收集透镜（19）焦前u_m处，此时采集图像I₃(v,u,+u_m)；将数据采集装置（24）采集的图像在数据处理装置（25）中进行处理，I₁(v,u,0)减I₂(v,u,-u_m)得I_A(v,u)，I₁(v,u,0)减I₃(v,u,+u_m)得I_B(v,u)，I₂(v,u,-u_m)减I₃(v,u,+u_m)得I_C(v,u)，则得到视网膜图像I(v,u)为：其中u_m为针孔距收集透镜焦点距离的归一化光学坐标，u为轴向归一化光学坐标，v为横向归一化光学坐标，t为采样时间。