[发明专利]高光谱眼底相机

说明书

技术领域

本发明涉及光电仪器技术，具体指一种高光谱眼底相机，它用来一次获取受检眼眼底的上百幅连续光谱图像，每幅图像对应一个光谱波段，因此可同时从眼底的形态特征和光谱特征对眼底病进行诊断。

背景技术：

目前广泛应用于眼科临床检查的眼底相机一般包括：照明光学系统，将照明光束投射于眼底；观察光学系统，将来自于上述眼底的反射光引导至观察显示单元，以方便对欲拍照的眼底部位进行调整；拍摄光学系统，将来自眼底的反射光引导至拍照单元。其中拍摄光学系统末端安装彩色数码相机，对眼底进行彩色照相。

众所周知，上述眼底相机能拍摄到眼底的高分辨率彩色图像，为帮助医生对眼底进行直接原位观察提供了重要的技术手段。但由于病变引起的眼底组织变化如新生血管在同一幅彩色图像上其几何形态无明显变化，因此仅根据单次的眼底彩色照相对新生血管进行判别具有一定的难度，且与医生的经验有关。为对眼底新生血管进行判别和定位，通常需配合荧光血管造影技术，将造影剂从肘静脉注入，利用眼底相机拍摄眼底血管及其灌注的过程。该方法能有效地判别眼底血管病变，但对病人有创伤，且对造影剂过敏的患者无法进行荧光血管造影。

目前广泛应用于遥感领域的高光谱成像技术由于能够一次获取上百个波段的光谱图像，不同波段的图像包含不同类型的目标信息，因此能同时从几何特征(形态)和光谱特征(物性)对目标进行快速分类和识别。由于眼底的不同组织(或同一组织的正常与病变状态)具有不同的光谱特征，因此将高光谱成像技术应用于眼底相机，通过获取眼底的原位高光谱图像，能快速有效无创地对眼底疾病进行诊断。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种高光谱眼底相机，将用于高光谱成像的光谱分光装置光学耦合到现有的眼底相机上，能一次获取受检眼眼底的上百幅图像，每幅图像对应一个光谱波段，因此可同时从眼底的形态特征和光谱特征对眼底病进行诊断。

为了达成此目的，本发明的高光谱眼底相机包括：眼底相机主机1、光谱分光装置2、高帧频黑白数字相机3、计算机4等，眼底相机主机1有照明光学系统，将照明光束投射于眼底；观察光学系统，将来自于上述眼底的反射光引导至观察显示单元，以方便对欲拍照的眼底部位进行调整；拍摄光学系统，将来自上述眼底的反射光引导至拍摄单元。其中，拍摄光学系统末端先后安装光谱分光装置2和高帧频黑白数字相机3，光谱分光装置2可以采用声光可调谐滤波器(AOTF)、液晶可调谐滤光片(LCTF)、光栅或棱镜色散、傅立叶变换光谱仪等任何一种光谱分光装置。

附图说明

图1是本发明的高光谱眼底相机的结构示意图，图中主要包括眼底相机主机1、光谱分光装置2、高帧频黑白数字相机3、计算机4等；眼底相机主机1通过转接口5与AOTF光谱分光装置2光学耦合，光谱分光装置2通过转接口6与高帧频黑白数字相机3光学耦合，高帧频黑白数字相机3具有GigabitEthernet接口7，通过网线8将图像数据传输给计算机4，计算机4通过RS232串口电缆9对眼底相机主机1进行同步控制。

具体实施方式

下面根据附图给出本发明一个较好实施例，用以说明本发明的结构特征和实施方法，而不是用来限定本发明的范围。

该实施方案中高光谱眼底相机的主要技术参数如下：

●光谱范围：400～1000nm

●光谱分辨率：0.6-8nm(3.5nm@700nm)

●光谱波段数：128

●操作距离：物镜前45mm

●最小瞳孔直径：4mm

●单波段图像像元数：2352×1728

●光源：卤素灯，12V/50W(用于观察)

闪光管，最大300W(用于记录)

●控制接口：RS232

●高帧频黑白数字相机数据传输接口：Gigabit Ethernet

●电源：220-240V AC(50/60Hz)

本发明实施例选用声光可调谐滤波器AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)作为光谱分光器件，AOTF基于声光效应的原理工作，当一束复色光通过一个高频振动的具有光学弹性的晶体时，某一波长的单色光将会在晶体内部产生衍射，以一定角度从晶体中透射出来。当晶体振动频率改变时，可透射单色光的波长也相应改变，这样只要连续改变调制晶体振动的频率，就可以获得一系列不同波长的单色光，每个频率对应一个很窄的波段，通过配合前端或后端光学系统就可实现高光谱成像。

图1是本发明实施例的高光谱眼底相机结构示意图。硬件上主要包括眼底相机主机1、AOTF光谱分光装置2、高帧频黑白数字相机3、计算机4等。眼底相机主机1通过转接口5与AOTF光谱分光装置2光学耦合，AOTF光谱分光装置2通过转接口6与高帧频黑白数字相机3光学耦合，高帧频黑白数字相机3具有Gigabit Ethernet接口7，通过网线8将图像数据传输给计算机4，计算机4通过RS232串口电缆9对眼底相机主机1进行同步控制。