[发明专利]一种实时闭环控制眼底相机的光学系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种实时闭环控制眼底相机的光学系统及其实现方法，该光学系统，包括由眼底相机、光源、若干透镜及分光镜组成的光路结构，还包括一正交倾斜镜组，所述正交倾斜镜组包括：在水平方向运动的第一倾斜镜SM1和在垂直方向运动第二倾斜镜SM2；所述光学系统将从所述眼底相机图像获取到的眼底运动信息，转换为经所述SM1和SM2补偿后的残余运动信息，利用控制参数之间的关系，并通过平移控制指令或/和眼底转动控制指令，分别实时操纵所述SM1、SM2补偿平移运动或/和控制眼底相机补偿眼底旋转。采用本发明，通过改进眼底相机光学系统，使其具备实时的闭环控制功能，以实现实时的对眼底/视网膜位置和目标进行光学跟踪。

技术领域

本发明涉及医学领域的眼底目标跟踪及成像技术，尤其涉及一种实时闭环控制眼底相机(Fundus Camera)的光学系统及其实现方法。

背景技术

眼底相机(Fundus Camera)，又称眼底照相机，是一种常用来观察视网膜、视神经盘、眼底毛细血管分布等的眼球基底检视工具。医学上应用眼底相机，可以筛检眼底的视神经、视网膜、脉络膜以及屈光介质是否存在病变，同时还可以通过眼底相机协助对其他疾病进行诊断和病情判断，例如通过筛选视网膜影像检测脑梗塞、脑溢血、脑动脉硬化、脑肿瘤、糖尿病、肾病、高血压、早产儿视网膜病变、青光眼、黄斑变性等。越早检测出这些疾病越有利于临床治疗，因此眼底相机是临床筛查眼底疾病不可或缺的医疗设备。

但是现有的眼底相机，通常不具备实时闭环控制功能，不能很好的支持对眼底位置进行实时的光学跟踪。因此，利用眼底相机获取眼底位置信息去控制另一个设备对同一个眼底位置进行操作时，比如去控制光学相干断层扫描(OCT)对相同眼底位置进行断层扫描或者去控制激光手术的激光打击位置时，由于眼球、眼底(视网膜)的运动，很难精确实时控制该设备的光在眼底的空间位置。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实时闭环控制眼底相机的光学系统及其实现方法，旨在通过改进眼底相机光学系统，使其具备实时的闭环控制功能，实现实时的对眼底/视网膜位置和目标进行光学跟踪。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种实时闭环控制眼底相机的光学系统，包括由眼底相机、光源、准直透镜及至少一个分光镜组成的光路结构，还包括一正交倾斜镜组，所述正交倾斜镜组包括：在水平方向运动的第一倾斜镜SM1和在垂直方向运动第二倾斜镜SM2；所述光学系统将从所述眼底相机图像获取到的眼底运动信息，转换为经所述SM1和SM2补偿后的残余运动信息，并利用控制参数之间的关系，通过平移控制指令或/和眼底转动控制指令，分别实时操纵所述SM1、SM2补偿平移运动或/和控制眼底相机补偿眼底旋转；所述控制参数之间的关系，用式(1)表示：

(x_t+1,y_t+1,θ_t+1)＝(x_t,y_t,θ_t)+g(Δx_t,Δy_t,Δθ_t) (1)

其中：(x_t,y_t)为当前时刻累积在第一倾斜镜SM1和第二倾斜镜SM2上的平移控制指令，θ_t为当前时刻累积在眼底/视网膜转动控制指令；(Δx_t,Δy_t)为从眼底相机的图像获得的残余眼底平移量，Δθ_t为从所述图像获得的残余眼底旋转量；(x_t+1,y_t+1)为下一采样时刻需要为SM1和SM2更新的平移控制指令，θ_t+1为下一采样时刻需要更新的眼底/视网膜转动控制指令；角标t代表时间序列；g为闭环控制系统的增益。

其中：控制所述SM1和SM2的控制指令，被配置为从与所述光学系统的眼底相机相连的个人电脑或专用处理器发出。