[发明专利]基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统及其检测方法

权利要求书

1.基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，包括光分及回流光路、信号采集及标定光路、参考臂光路、数据采集及保存控制模块、终端数据处理模块和显示与机械控制终端，其特征在于，所述信号采集及标定光路的光束在进入眼球前经过一气体发生装置；

所述光分及回流光路包括光源、光纤回流器和光纤耦合器，光纤耦合器将光源产生的光束按功率比例分为参考光束和测量光束分别进入参考臂光路和信号采集及标定光路，参考光束和测量光束再回到光纤耦合器中形成干涉光并经光纤回流器进入数据采集及保存控制模块中的衍射分光光路；

所述信号采集及标定光路包括第一准直镜、扫描振镜、半反半透镜和第一会聚透镜，所述测量光束经第一准直镜准直平行后射入扫描振镜改变光路，再经半反半透镜反射后通过第一会聚透镜聚集于眼球的角膜内表层，使附带有关眼角膜内表层压平程度信息的测量光束沿可逆光路返回光纤耦合器中与所述参考光束形成干涉光；

所述参考臂光路包括光学中心设置在同一直线上的第二准直镜、第二会聚透镜和反射镜，所述参考光束经第二准直镜准直后变成平行光，再通过第二会聚透镜射到反射镜上将带有光程参照信息的参考光束返回所述光纤耦合器中；

所述气体发生装置包括气腔，气腔与眼球相对的侧壁中心设有气孔，第一会聚透镜镶嵌在与气孔相对的气腔另一侧壁中心，气腔下端连有压力传感器以及用于喷射气流的活塞；

所述数据采集及保存控制模块包括第三准直镜、衍射光栅、第三会聚透镜和CCD相机，第三准直镜将干涉光变成平行光，再由衍射光栅进行分光处理，接着经过第三会聚透镜使CCD相机接收并采集干涉光的信号；

所述终端数据处理模块中电脑对采集到的干涉光信号进行处理；

所述显示与机械控制终端用于显示整个系统的工作状态并控制正常检测程序的进行。

2.根据权利要求1所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，所述半反半透镜与第一会聚透镜的同轴端还设有固视光源。

3.根据权利要求1所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，所述活塞与气腔之间还设有净化器，活塞由步进电机驱动喷射气流。

4.根据权利要求1所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，所述数据采集及保存控制模块中干涉光经第三准直镜准直平行并以倾斜角40-47°透过衍射光栅，第三会聚透镜置于衍射光栅中主级大的方向，CCD相机于第三会聚透镜的焦点位置采集干涉强度信号，再由电脑对干涉强度信号进行处理。

5.根据权利要求1所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，所述光源和光纤回流器之间还设有激光光强检测装置，所述激光光强检测装置包括旋转电机、光功率计以及由旋转电机控制升降的光源反射镜。

6.根据权利要求5所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，所述光源、气体发生装置和扫描振镜分别由相应的控制模块来控制光源触发、气体发生及净化和扫描振镜运动，所述激光光强检测装置由安全检测模块控制。

7.一种基于低相干光干涉的非接触眼压检测方法，使用如权利要求1-6任意一项所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1、打开显示与机械控制终端，显示非接触眼压检测系统进入调试状态，所有控制模块同步启动；

S2、光源被触发发出低相干光，旋转电机启动并驱动光源反射镜降落使光束反射进光功率计中对光功率进行检测，同时气体发生装置对待喷射的气体进行存储和净化，扫描振镜处于初始位置状态，CCD相机处于数据采集但不保存状态；

S3、判断各项操作是否符合要求，是则触发安全检测模块控制旋转电机驱动光源反射镜升起，系统进入正常工作状态，否则提示系统异常返回步骤S2；

S4、按下眼压检测按钮触发气体发生装置，步进电机驱动活塞推进产生气流后经气孔喷射，压力传感器记录实时气压值，扫描振镜按蛇形轨迹扫描矩形区域，CCD相机开始连续高速采集干涉光信号数据并保存；

S5、终端数据处理模块将干涉光信号数据和气压值进行处理得到眼压值并在显示模块中显示出来。

8.根据权利要求7所述的基于低相干光干涉的非接触眼压检测方法，其特征在于，所述步骤S5中数据处理基于以下原理：

气流作用于眼角膜上单位面积所受的压力F_O等于压力传感器实时采集到的压力F_t乘以气压衰减系数β：

F_O＝βF_t (1)

其中β与气孔直径D和待测样品到气孔的距离L有关；

眼角膜内层被压平面积计算：气流压力作用于角膜，使角膜沿视轴向内压平，压平面形状受眼角膜原状引导呈圆形，经纵向三维成像技术处理的数据可以精确地测得眼角膜内层压平面的直径d，则眼角膜内层被压平面积S为：

根据公式(1)和(2)可得眼压为：

P＝F₀/S＝4βF_t/πd² 式(3) 。