干眼症检测仪宽波段成像系统设计

发布时间：2021-07-21 04:02

　　现有的基于Placido盘的干眼症检测仪仅能对某一很窄的波段范围进行图像采集,而后通过数字图像处理以及软件算法进行人眼泪膜破裂时间的测量,判断是否患有干眼症。为了采集到更显著的图像,提出了宽波段成像系统的设计,针对物高为12 mm的眼部区域在整个可见光以及近红外波段都能进行清晰成像,为后续图像处理提供更具特点的图像资源。选取最合适的初始结构,对其进行整体优化,设计完成的物镜在空间频率为90 lp/mm处,所有视场的调制传递函数均大于0.2,系统畸变小于0.5%,场曲控制在0.2 mm以内。可以清晰的采集到人眼泪膜上通过可见光或近红外光照射的Placido环投影的图像,为医生提供可靠依据,对干眼症的检测和诊断具有重要的现实意义。 

【文章来源】：长春理工大学学报(自然科学版). 2020,43(01)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

干眼症检测仪系统结构及原理图

由于所设计的成像系统是小视场，小相对孔径系统，因此应保证其轴上部分有良好的像质。在校正像差过程中，将光焦度分解为多个元件，可以减小每个表面的入射角有利于轴外像差的校正；正负透镜胶合可以校正球差；采用不同色散不同折射率的玻璃组合可以校正色差。利用ZEMAX软件，建立默认评价函数，设置适当的镜头约束条件，选取国产玻璃作为替换材料，以及合理的控制像差和MTF的操作数进行系统优化。优化后的光学系统如图2所示。2.3 优化设计结果分析

成像系统的调制传递函数曲线如图3所示。一般来说，高频部分反应物体的细节传递情况，中频部分反应物体的层次传递情况，而低频部分反应物体的轮廓传递情况[12]。如图3(a）所示，可见光波段MTF在高频90 lp/mm处所有视场均大于0.3，如图3(b）所示，可见光波段MTF在中频45 lp/mm处所有视场均大于0.6；如图4(a）所示，近红外波段MTF在高频90 lp/mm处所有视场均大于0.2，如图4(b）所示，近红外波段MTF在中频处所有视场均大于0.5。满足设计要求。图4 近红外波段系统MTF曲线

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3294263