用于旋轉(zhuǎn)多普勒oct中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公布了用于旋轉(zhuǎn)多普勒OCT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，包括：OCT系統(tǒng)光源、光纖耦合器、探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、樣品臂組件和參考臂組件；樣品臂組件包括光路旋轉(zhuǎn)反射模塊，其包括反射鏡、至少一塊透鏡和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件；光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置在透鏡一側(cè)的焦點(diǎn)上，它將OCT系統(tǒng)光源經(jīng)光纖耦合器到樣品臂模塊的第二光束進(jìn)行0°～360°的旋轉(zhuǎn)反射，得到多束旋轉(zhuǎn)第二光束，最后入射至人眼；反射鏡用于區(qū)分射入所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的第二光束和經(jīng)所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)反射的第二光束。本實(shí)用新型采用壓電方式或者微電機(jī)系統(tǒng)MEMS驅(qū)動(dòng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，振動(dòng)頻率可以從數(shù)百Hz到數(shù)十kHz，滿(mǎn)足了旋轉(zhuǎn)多普勒OCT系統(tǒng)對(duì)血管采樣的高頻率掃描需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于旋轉(zhuǎn)多普勒OCT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于光學(xué)相干斷層成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種用于旋轉(zhuǎn)多普勒 0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在旋轉(zhuǎn)多普勒裝置中，需要加入一個(gè)讓光束變?yōu)橄嗷テ叫械男D(zhuǎn)裝置。通常采用 電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是在旋轉(zhuǎn)多普勒裝置中要求光束的旋轉(zhuǎn)速度很高。舉例來(lái)說(shuō)，一套血 管采樣頻率是36kHz的0CT系統(tǒng)，因?yàn)樵摲椒▽?duì)每一個(gè)血管要進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)掃描，假設(shè)一 個(gè)圓周內(nèi)取8個(gè)采樣點(diǎn)，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速要求是36000/8 = 4500Hz，即電機(jī)的轉(zhuǎn)速要求每分 鐘27萬(wàn)轉(zhuǎn)，就目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速很難滿(mǎn)足上述要求。再者，電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中 還要帶上一定的負(fù)載，比如說(shuō)棱鏡組或者鏡片，加上電機(jī)轉(zhuǎn)速限制，通常很難達(dá)到每分鐘10 萬(wàn)轉(zhuǎn)的速度，這和需要的每分鐘27萬(wàn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)相差更遠(yuǎn)。若降低0CT的采樣頻率，即降低 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，則人眼的抖動(dòng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型提供了一種用于旋轉(zhuǎn)多普勒中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，其目 的在于解決因電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求而導(dǎo)致的血管采樣頻率偏低的問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的：
[0005] 用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，包括：0CT系統(tǒng)光源、光 纖耦合器、探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、樣品臂組件和參考臂組件；所述光纖耦合器將所述0CT系 統(tǒng)光源輸出的光分為第一光束和第二光束；所述第一光束入射至所述參考臂組件；所述第 二光束入射至所述樣品臂組件并向人眼提供入射光，經(jīng)人眼散射后再返回至所述樣品臂 組件，與從所述參考臂組件反射回來(lái)的第一光束在所述光纖耦合器發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉 光被探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后顯示；所述樣品臂組件還包括光路旋轉(zhuǎn)反射模 塊；所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊包括反射鏡、至少一塊透鏡和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件；所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元 件的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置在所述透鏡一側(cè)的焦點(diǎn)處；所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件將所述第二光束經(jīng)〇°? 360°旋轉(zhuǎn)反射后，得到多束旋轉(zhuǎn)的所述第二光束，經(jīng)所述透鏡透射后入射到人眼；所述反 射鏡用于區(qū)分射入所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的第二光束和經(jīng)所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)反射的第二 光束。
[0006] 進(jìn)一步地：所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件為偏轉(zhuǎn)鏡。
[0007] 進(jìn)一步地：所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器或者微電機(jī)系統(tǒng)連接。
[0008] 進(jìn)一步地：所述樣品臂組件還包括設(shè)置在所述光纖耦合器和所述光路旋轉(zhuǎn)反射模 塊之間的調(diào)焦透鏡以及依次設(shè)置在所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊和所述人眼之間的：X方向掃描 裝置、Y方向掃描裝置、中繼透鏡和接目物鏡。
[0009] 進(jìn)一步地：所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂反射鏡。
[0010] 進(jìn)一步地：所述0CT系統(tǒng)光源為波長(zhǎng)為800nm?1050nm的近紅外光。 toon] 有益技術(shù)效果：光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置在透鏡一側(cè)的焦點(diǎn)處，將若干第二 光束經(jīng)透鏡入射至光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件做0°?360°振動(dòng)，從光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件反射 的第二光束也跟著做0°?360°振動(dòng)，由于光學(xué)偏轉(zhuǎn)兀件米用壓電方式或者微電機(jī)系統(tǒng)Μ EMS(Micr〇-Electr〇-MechanicalSystem，MEMS)振動(dòng)，它們的振動(dòng)頻率可以從數(shù)百Hz到數(shù) 十kHz壓電方式，滿(mǎn)足了旋轉(zhuǎn)多普勒中對(duì)血管采樣過(guò)程中高頻率掃描要求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0012]
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的光路圖；
[0014] 圖2為圖1中光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108的詳細(xì)光路圖的第一實(shí)施例；
[0015] 圖3為圖2中光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108的詳細(xì)光路圖的第二實(shí)施例；
[0016] 圖4為第二光束在光學(xué)偏轉(zhuǎn)兀件1083做0°?360°振動(dòng)后反射形成的圓錐狀多 束第二光束。
[0017] 圖5為假設(shè)光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108中沒(méi)有反射鏡1081時(shí)的光路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以 下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí) 施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019] 參考圖1，為本實(shí)用新型提供的一種用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血液采樣頻率的 光學(xué)裝置的示意圖，該裝置包括0CT系統(tǒng)光源101、光纖耦合器102、探測(cè)模塊105、控制系統(tǒng) 106、樣品臂組件10和參考臂組件20。0CT系統(tǒng)光源101發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光纖耦合器102后， 被分成第一光束和第二光束。其中，第一光束入射至參考臂組件20,第二光束經(jīng)樣品臂組 件10后入射至人眼，經(jīng)過(guò)人眼散射后，返回至經(jīng)樣品臂組件10,返回的第二光束和經(jīng)參考 臂組件20反射回來(lái)的第一光束在光纖耦合器102發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉光被探測(cè)模塊105 探測(cè)到，最后經(jīng)控制系統(tǒng)106顯示出來(lái)。作為優(yōu)選的方案，控制系統(tǒng)106為計(jì)算機(jī)。其中， 樣品臂組件10還包括光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108。光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108將入射的第二光束經(jīng) 過(guò)0°?360°振動(dòng)，形成多束反射后的第二光束。多束反射后的第二光束傳輸至人眼，血 液流速測(cè)量裝置（未圖示）對(duì)人眼的血管進(jìn)行高頻率掃描采樣。由于本實(shí)用新型采用微電 機(jī)系統(tǒng)MEMS或者壓電驅(qū)動(dòng)替換電機(jī)驅(qū)動(dòng)，克服了用電機(jī)帶動(dòng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的 轉(zhuǎn)速不高以致無(wú)法滿(mǎn)足高頻率掃描采樣的缺陷，這是因?yàn)?，正如【背景技術(shù)】中所說(shuō)，電機(jī)轉(zhuǎn)速 在目前的技術(shù)條件下無(wú)法達(dá)到超高轉(zhuǎn)速如每分鐘27萬(wàn)轉(zhuǎn)。
[0020] 參考圖2并結(jié)合圖1，圖2顯示了光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108的具體光路圖，包括：反射 鏡1081、至少一塊透鏡1082和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083。光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083的偏轉(zhuǎn)中心設(shè)置在 透鏡1082 -側(cè)的焦點(diǎn)處，這樣保證了第二光束經(jīng)透鏡1082后能聚焦到光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083 的中心，同時(shí)也能保證經(jīng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083反射的多束第二光束能平行輸出。圖2中，反 射鏡1081對(duì)入射的第二光束反射，然后再經(jīng)透鏡1082透射后入射至光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083。 參考圖3,和圖2不同之處在于，圖3中的反射鏡1081是對(duì)經(jīng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083旋轉(zhuǎn)反射 后的第二光束反射。綜上所述，反射鏡1081可以對(duì)射入光學(xué)偏轉(zhuǎn)兀件1083的第二光束和 經(jīng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083旋轉(zhuǎn)反射的第二光束反射，以便將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。這是因?yàn)?，參考圖 5,若不在光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108中設(shè)置反射鏡1081，則射入光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083的第二光 束和經(jīng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083旋轉(zhuǎn)反射的第二光束會(huì)保持平行，即經(jīng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083旋轉(zhuǎn) 反射的第二光束會(huì)按照原路返回，不利于區(qū)別它們。參考圖4,當(dāng)入射的第二光束經(jīng)過(guò)透鏡 1082透射至光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083,光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083做0°?360°振動(dòng)。做0°?360° 振動(dòng)的光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083將反射的第二光束做0°?360°的旋轉(zhuǎn)，形成如圖4所示的圓 錐體狀的多束第二光束。多束第二光束經(jīng)過(guò)透鏡1082透射后，輸出給被檢人眼E。由于光 學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083將反射的第二光束進(jìn)行0°?360°的旋轉(zhuǎn)，使射入至人眼的單束第二光 束變成多束平行第二光束，滿(mǎn)足了旋轉(zhuǎn)多普勒OCT系統(tǒng)對(duì)血管360°的高速旋轉(zhuǎn)掃描要求， 克服了電機(jī)達(dá)不到高速旋轉(zhuǎn)的要求而導(dǎo)致的血管采樣頻率偏低的缺陷。
[0021] 優(yōu)選地，光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083為偏轉(zhuǎn)鏡。
[0022] 優(yōu)選地，光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器（未圖示）或者微電機(jī)系統(tǒng)（Micr 〇-Electr〇-MechanicalSystem，MEMS，未圖示）連接，它們的振動(dòng)頻率可以從數(shù)百Hz到數(shù)十 kHz，滿(mǎn)足旋轉(zhuǎn)多普勒0CT系統(tǒng)對(duì)血管采樣的高頻率掃描需求。正如【背景技術(shù)】中所述，如果 光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求，所以無(wú)法滿(mǎn)足旋轉(zhuǎn)多普勒 0CT系統(tǒng)對(duì)血管采樣的高頻率掃描需求。因此，本實(shí)用新型放棄用電機(jī)驅(qū)動(dòng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件 1083的技術(shù)方案，而米用壓電方式或者微電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)光學(xué)偏轉(zhuǎn)兀件1083的技術(shù)方案。
[0023] 進(jìn)一步地，參考圖1，樣品臂組件10還包括調(diào)焦透鏡107、X方向掃描裝置109、Y方 向掃描裝置110、中繼透鏡111和接目物鏡112。其中，調(diào)焦透鏡107設(shè)置在光纖耦合器102 和光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108之間；X方向掃描裝置109、Υ方向掃描裝置110、中繼透鏡111和 接目物鏡112則依次設(shè)置在光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108和人眼Ε之間的光路上。中繼透鏡111 和接目物鏡112組成望遠(yuǎn)放大系統(tǒng)。
[0024] 進(jìn)一步地，參考圖1，參考臂組件20包括參考臂光路透鏡103和參考臂反射鏡 104。
[0025] 優(yōu)選地，本實(shí)用新型所說(shuō)的系統(tǒng)光源101為波長(zhǎng)為800nm?1050nm的近紅外光。
[0026] 本實(shí)用新型通過(guò)將0CT系統(tǒng)光源101發(fā)出的光經(jīng)光纖耦合器102分為第一光束和 第二光束，其中第二光束通過(guò)樣品臂組件10的光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108,將入射的第二光束 做0°?360°振動(dòng)。具體而言，光路旋轉(zhuǎn)反射模塊108包括至少一塊透鏡1082和光學(xué)偏 轉(zhuǎn)元件1083。光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083做0°?360°振動(dòng)，由于光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083的偏轉(zhuǎn)中心 設(shè)置在透鏡1082 -側(cè)的焦點(diǎn)處，所以它能將從透鏡1082入射來(lái)的第二光束反射后再經(jīng)過(guò) 透鏡1082平行射出，直至經(jīng)過(guò)X方向掃描裝置109、Y方向掃描裝置110、中繼透鏡111和 接目物鏡112平行射入人眼E。由于在【背景技術(shù)】中提到，電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到本實(shí)用新型所需 要的對(duì)血管采樣時(shí)的高頻率掃描需求，因此，在本實(shí)用新型中，光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件1083不采用 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，而是采用壓電方式或者微電機(jī)系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystem, ME MS)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，它們的振動(dòng)頻率為可以從數(shù)百Hz到數(shù)十kHz，滿(mǎn)足了旋轉(zhuǎn)多普勒OCT系統(tǒng)對(duì) 血管采樣時(shí)高頻率掃描的需求，解決了電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度較低而造成的達(dá)不到的高頻率掃描的 問(wèn)題。
[0027] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 用于旋轉(zhuǎn)多普勒OCT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，包括：OCT系統(tǒng)光源、光纖 耦合器、探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、樣品臂組件和參考臂組件；所述光纖耦合器將所述0CT系統(tǒng) 光源輸出的光分為第一光束和第二光束；所述第一光束入射至所述參考臂組件；所述第二 光束入射至所述樣品臂組件并向人眼提供入射光，經(jīng)人眼散射后返回至所述樣品臂組件， 與從所述參考臂組件反射回來(lái)的第一光束在所述光纖耦合器發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉光被探 測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后顯示；其特征在于：所述樣品臂組件還包括光路旋轉(zhuǎn)反 射模塊；所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊包括反射鏡、至少一塊透鏡和光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件；所述光學(xué)偏 轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置在所述透鏡一側(cè)的焦點(diǎn)處；所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件將所述第二光束經(jīng) 0°?360°旋轉(zhuǎn)反射后，得到多束旋轉(zhuǎn)的所述第二光束，經(jīng)所述透鏡透射后入射到人眼； 所述反射鏡用于區(qū)分射入所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的第二光束和經(jīng)所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)反射 的第二光束。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，其特征 在于：所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件為偏轉(zhuǎn)鏡。
3. 如權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)所述的用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光 學(xué)裝置，其特征在于：所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器或者微電機(jī)系統(tǒng)連接。
4. 如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué) 裝置，其特征在于：所述樣品臂組件還包括設(shè)置在所述光纖耦合器和所述光路旋轉(zhuǎn)反射模 塊之間的調(diào)焦透鏡以及依次設(shè)置在所述光路旋轉(zhuǎn)反射模塊和所述人眼之間的：X方向掃描 裝置、Y方向掃描裝置、中繼透鏡和接目物鏡。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué)裝置，其特征 在于：所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂反射鏡。
6. 如權(quán)利要求1，2, 5中任一項(xiàng)所述的用于旋轉(zhuǎn)多普勒0CT中提高血管采樣頻率的光學(xué) 裝置，其特征在于：所述0CT系統(tǒng)光源為波長(zhǎng)為800nm?1050nm的近紅外光。
【文檔編號(hào)】A61B5/02GK203885484SQ201420291659
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】代祥松 申請(qǐng)人:深圳市斯?fàn)栴D科技有限公司