消除眼底相機雜光的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于消除眼底相機中雜光的方法，屬于醫(yī)學眼底成像技術領域。
【背景技術】
[0002] 雜光是指進入成像系統并對成像像質產生影響的所有非正常光線。對于眼底相機 的設計而言，雜光主要來自眼睛角膜的背光反射。由于角膜具有很高的反射率，角膜的背光 反射會給成像系統引入大量的雜光，如果不能夠采取很好的抑制措施，由視網膜反射回來 的成像光線將會湮沒在雜光中，嚴重影響成像質量。如圖1，由于角膜具有一定的曲率，入射 到角膜中心的光線經角膜反射后將會進入成像系統，而入射到角膜邊緣的光線經角膜反射 后，將會遠離成像系統出射。因此，為了消除角膜背光反射產生的雜光，由光源發(fā)出的光入 射到角膜時必須成一個環(huán)形光斑，以避開中心反射。除了要采取措施消除角膜背光反射以 外，對于眼底相機的成像系統，還要考慮到接目物鏡的背光反射產生鬼像的影響，否則會對 像面對比度產生嚴重影響，甚至湮沒成像信息。
[0003] 眼底相機的雜光主要來自于兩部分，第一部分是角膜背光反射產生的雜散光，第 二部分是由接目物鏡背光反射最終在像面產生的鬼像。通過在角膜位置處設計環(huán)形照明光 斑，可以消除角膜的背光反射。由于照明系統和成像系統共用一組接目物鏡，接目物鏡的雜 散光也是嚴重影響系統成像質量的雜光之一。目前存在的眼底相機中，大多數采用在照明 系統的合適位置設置黑點板的方法來消除接目物鏡的背光反射，系統計算復雜。

【發(fā)明內容】

[0004] 鑒于上述現有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種消除眼底相機雜光的 方法。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：相較于現有技術，本發(fā)明提供的 消除眼底相機雜光的方法，在接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振分光棱鏡（PBS)代替半反 半透鏡，并在接目物鏡與眼睛之間加入1/4波片。由光源發(fā)出的光線經過偏振分光棱鏡后， 垂直分量的線偏振光反射后依次經過接目物鏡、1/4波片然后進入眼睛，由眼底反射回來的 光再經過1/4波片和接目物鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物鏡。
[0006] 本發(fā)明提供另一種消除眼底相機雜光的方法，包括環(huán)形光源、勻光鏡、成像物鏡、 接目物鏡和CCD，在接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振分光棱鏡（PBS)，在接目物鏡與眼睛 之間加入1/4波片，由CCD光源發(fā)出的光線經過偏振分光棱鏡后，垂直分量的線偏振光反射 后依次經過接目物鏡、1/4波片然后進入眼睛，由眼底反射回來的光再經過1/4波片和接目 物鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物鏡，由于經過偏振分光棱鏡反射的線偏振光相位只有 改變JT才能透射，只能透過由眼底反射回來的光線，從而消除了接目物鏡的雜散光。
[0007] 本發(fā)明采用新方法進行抑制，并利用LightTools軟件進行模擬，經驗證，在加入 PBS和四分之一波片后消除了 99. 5%以上接目物鏡產生的雜光，雜光雜光抑制效果明顯。
【附圖說明】
[0008] 圖1為從角膜不同位置入射光線的反射情況示意圖；
[0009] 圖2為眼底相機的光線傳播示意圖；
[0010] 圖3為LightTools中眼底相機的三維結構圖。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明提供一種消除眼底相機雜光的方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果 更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描 述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012] 實施例
[0013] 本實施例公開的消除眼底相機雜光的方法，采用新的方法消除接目物鏡的背光反 射，圖2給出對基于機械調焦方式的成像系統和照明系統的光線傳播示意圖。如圖所示，在 接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振分光棱鏡（PBS)代替半反半透鏡，并在接目物鏡與眼睛 之間加入1/4波片。由光源發(fā)出的光線經過偏振分光棱鏡后，垂直分量的線偏振光反射后 依次經過接目物鏡、1/4波片然后進入眼睛。由眼底反射回來的光再經過1/4波片和接目物 鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物鏡。由于經過偏振分光棱鏡反射的線偏振光相位只有改 變(根據《高等光學教程》，季加镕，2007)才能透射，因此應用此方法只能透過由眼底反 射回來的光線，從而消除了接目物鏡的雜散光。
[0014] 利用LightTools對系統消雜光能力進行仿真，其結構設置如圖3所示。設定光源 發(fā)散角30°，功率100W，角膜反射率4%，其余表面的反射率1 %，對PBS，設定PBS的P光透 過率97 %，S光反射率100 %，對半反半透鏡，設定半反半透鏡反射率50 %，透過率48. 5 %， 分別對加入PBS和加入半反半透鏡的系統追跡10000000條光線，表1列出了詳細分析結 果。在沒有任何消雜光措施的情況下，CCD像面接收到的功率為1.6618W，其中視網膜反 射的功率為I. 1289W，其余各面產生的雜光為0. 5329W，加入PBS后由視網膜反射的功率為 I. 1289W，雜光為0. 03472W，雜光僅占不足總量的3%。對于由接目物鏡產生的鬼像影響，通 過加入PBS和四分之一波片，消除了 99. 5%以上的雜光；對由角膜產生的雜光，在使用環(huán)形 光源的情況下，加入PBS能夠抑制92%以上的剩余雜光，由此可見，系統中的雜光得到了很 好的抑制。
[0015] 從表1可以看出，加入PBS后角膜反射光得到了很大程度上的抑制，但視網膜反射 的能量并沒變化。角膜反射光被抑制是因為線偏振光入射到PBS時，入射角只有在一定范 圍內才能通過，當入射角度超出這個范圍時，光線將被攔掉。由角膜反射回來的光，由于是 對環(huán)形光斑的反射，中心光線少，邊緣光線多，入射到PBS時入射角比較大，因此大部分不 能通過。對于視網膜反射未受到抑制的現象，經在LightTools中對多種眼模型進行大量重 復驗證實驗后可知，入射到眼睛的線偏振光，在眼睛內進行多次的散射和反射后，出射光偏 振態(tài)接近自然光。因此系統中無論是否有PBS，入射到眼睛的光都將以自然光的狀態(tài)出射， 最終到達像面的能量也就不會因加入PBS改變。
[0016]
【主權項】
1. 一種消除眼底相機雜光的方法，其特征在于：在接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振 分光棱鏡（PBS)代替半反半透鏡，并在接目物鏡與眼睛之間加入1/4波片。由光源發(fā)出的 光線經過偏振分光棱鏡后，垂直分量的線偏振光反射后依次經過接目物鏡、1/4波片然后進 入眼睛，由眼底反射回來的光再經過1/4波片和接目物鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物 鏡。
2. -種消除眼底相機雜光的方法，包括環(huán)形光源、勻光鏡、成像物鏡、接目物鏡和CCD， 其特征在于：在接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振分光棱鏡（PBS)，在接目物鏡與眼睛之 間加入1/4波片，由CCD光源發(fā)出的光線經過偏振分光棱鏡后，垂直分量的線偏振光反射后 依次經過接目物鏡、1/4波片然后進入眼睛，由眼底反射回來的光再經過1/4波片和接目物 鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物鏡，由于經過偏振分光棱鏡反射的線偏振光相位只有改 變JT才能透射，只能透過由眼底反射回來的光線，從而消除了接目物鏡的雜散光。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種消除眼底相機雜光的方法，在接目物鏡與成像物鏡之間加入偏振分光棱鏡(PBS)代替半反半透鏡，并在接目物鏡與眼睛之間加入1/4波片。由光源發(fā)出的光線經過偏振分光棱鏡后，垂直分量的線偏振光反射后依次經過接目物鏡、1/4波片然后進入眼睛，由眼底反射回來的光再經過1/4波片和接目物鏡后經偏振分光棱鏡透射到成像物鏡。本發(fā)明采用新方法進行抑制，并利用LightTools軟件進行模擬，經驗證，在加入PBS和四分之一波片后消除了99.5％以上接目物鏡產生的雜光，雜光抑制效果明顯。
【IPC分類】A61B3-15, A61B3-12
【公開號】CN104757935
【申請?zhí)枴緾N201510216419
【發(fā)明人】勵彩玲
【申請人】奉化科創(chuàng)科技服務有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月27日