устройство для исследования радужной оболочки глаза

Формула изобретения

1. Устройство для исследования радужной оболочки глаза, содержащее последовательно установленные на оптической оси осветитель и конденсатор, проекционную оптическую систему, выполненную в виде последовательно установленных по оптической оси, считая от глаза пациента, первого объектива, призмы Дове, кинематически связанной с двигателем, и второго объектива, а также блок светофильтров, первый и второй фотоэлектронные преобразователи и систему обработки сигнала, отличающееся тем, что в устройство введена мишень, установленная между осветителем и конденсором, при этом конденсор через полупрозрачное зеркало оптически связан с первым объективом, который, в свою очередь, через то же полупрозрачное зеркало оптически связан с призмой Дове, а также дополнительно введен третий фотоэлектронный преобразователь, который совместно с первым и вторым фотоэлектронными преобразователями оптически связан через первый, второй и третий светофильтры с вторым объективом, при этом система обработки сигнала содержит тактовый генератор, генератор управляющих сигналов, коммутатор аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, элемент ИЛИ и делитель частоты, причем выходы фотоэлектронных преобразователей подключены к информационным входам коммутатора аналоговых сигналов, управляющие входы которого объединены с первой группой управляющих входов фотоэлектронных преобразователей и совместно с второй группой входов фотоэлектронных преобразователей подключены к выходам генератора управляющих сигналов, вход которого подключен к выходу тактового генератора, а выход подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу элемента ИЛИ, выход аналого-цифрового преобразователя является информационным выходом устройства, а выход подключен к выходу коммутатора аналоговых сигналов, один из выходов второй группы генератора управляющих сигналов через делитель частоты подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого является тактирующим выходом устройства, и к входу двигателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве фотоэлектронного преобразователя применен линейный фоточувствительный прибор с переносом зарядов.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что линии расположения фоточувствительных элементов первого, второго и третьего фотоэлектронных преобразователей расположены в плоскости изображения под углом 120^o друг к другу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в офтальмологии в качестве устройства для исследования радужной оболочки глаза.

Известны аналоги устройства, позволяющие получать изображения глаза с использованием преобразователей свет-сигнал с различными законами сканирования предметной плоскости, в частности устройство по а.с. N 1491434, кл. 5 А 61 В 3/00, содержащее осветитель, проекционную систему и передающую телевизионную трубку. Недостатком известного устройства является прямоугольный растр, формируемый передающей телевизионной трубкой при сканировании глаза, что приводит к появлению, избыточной информации на выходе устройства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому является иридопупиллограф по а.с. N 1169606, кл. 5 А 61 В 3/10, содержащий осветитель, проекционную оптическую систему, видоискатель, сканирующее зеркало, фотоприемник, призму Дове, расположенную по оптической оси и связанную с механизмом поворота.

Недостатком известного устройства является черно-белое изображение, получаемое на выходе сканирующего устройства, а также электромеханический сканер, используемый для развертки по строке.

Для формирования цветного изображения необходимо многократное сканирование глаза. Кроме того с использованием электромеханического сканера невозможно добиться высоких скоростей сканирования. Все это приводит к излишней пересветке глаза в процессе его исследования и в конечном итоге отрицательно сказывается на здоровье пациента.

Недостатки устранены в устройстве для исследования радужной оболочки глаза, содержащее последовательно установленные на оптической оси осветитель и конденсор, проекционную оптическую систему, выполненную в виде последовательно установленных по оптической оси, считая от глаза пациента, первого объектива, призмы Дове, кинематически связанной с двигателем и второго объектива, а также блок светофильтров, первый и второй фотоэлектронные преобразователи и систему обработки сигнала. Для достижения положительного эффекта в устройство введена мишень, установленная между осветителем и конденсором, при этом конденсор через полупрозрачное зеркало оптически связан с первым объективом, который в свою очередь через то же полупрозрачное зеркало оптически связан с призмой Дове, а также дополнительно введен третий фотоэлектронный преобразователь, который совместно с первым и вторым фотоэлектронными преобразователями оптически связаны через первый, второй и третий светофильтры со вторым объективом, при этом система обработки сигнала содержит тактовый генератор, генератор управляющих сигналов, коммутатор аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, элемент ИЛИ и делитель частоты, причем выходы фотоэлектронных преобразователей подключены к информационным входам коммутатора аналоговых сигналов управляющие входы которого объединены с первой группой управляющих входов фотоэлектронных преобразователей и совместно со второй группой входов фотоэлектронных преобразователей подключены к выходам генератора управляющих сигналов, вход которого подключен к выходу тактового генератора, а выход подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу элемента ИЛИ, выход аналого-цифрового преобразователя является информационным выходом устройства, а вход подключен к выходу коммутатора аналоговых сигналов, один из выходов второй группы генератора управляющих сигналов через делитель частоты подключен ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого является тактирующим выходом устройства и ко входу двигателя.

В качестве фотоэлектронного преобразователя применен линейный фоточувствительный прибор с переносом зарядов.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая функциональная схема устройства, на фиг.2 представлено расположение фоточувствительных линейных приборов в плоскости изображения; на фиг.3 изображена схема коммутатора аналоговых сигналов; на фиг.4 приведен пример конструкции призмы Дове; на фиг.5 приведен вариант закона сканирования изображения.

В состав устройства для исследования радужной оболочки глаза, изображенного на фиг.1, входят тактовых генератор 1, генератор 2 управляющих сигналов, первый, второй и третий фоточувствительные приборы 3, 4 и 5 соответственно, второй объектив 9, элемент 10 оборачивания изображения, первый объектив 11, полупрозрачное зеркало 12, конденсор 13, мишень 14, осветительная система 15, драйвер 16 двигателя 17, делитель 18 частоты, коммутатор 19 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь 20, элемент ИЛИ 21.

Тактовый генератор 1, генератор 2 управляющих сигналов, драйвер 16, делитель частоты 18 выполнен аналогично соответствующим блокам заявки N 4766494, по реш. от 21.11.90.

В качестве аналого-цифрового преобразователя может быть использована микросхема К1107ПВ1 (бКО.348.754ТУ).

В качестве фотоэлектронного преобразователя может быть использован линейный фоточувствительный прибор с переносом заряда К1200 ЦЛ1 (См. Пресс. Приборы с переносом заряда).

В качестве двигателя 17 может быть применен шаговый двигатель ШД 300/300, (ИЖЕО.522.314.001-01 ПС) с трехфазным управлением.

В качестве коммутатора аналоговых сигналов, изображенного на фиг.3 может быть использован мультиплексор К561 КП1 (Шило. Популярные цифровые микросхемы.-М. Радио и связь. 1987).

В призму Дове 10 входят подшипники качения 22, шестерня 23, собственно призма 24.

Осветительная система 15 освещает мишень 14, представляющую собой темное пятно в центре светлого поля, изображение которой через конденсор 13, полупрозрачное зеркало 12 и объектив 11, фокусируется в зрачок глаза. Одновременно осветительная система обеспечивает освещение исследуемой радужной оболочки. Изображение исследуемой оболочки через объектив 11, отразившись от полупрозрачного зеркала 12, попадает на призму Дове 10, вращением которой с помощью шагового двигателя 17 достигается круговое сканирование изображения. Изображение с выхода призмы 10 Дове через объектив 9 и светофильтры 6, 7 и 8 обеспечивают просветку фоточувствительных приборов с зарядовой смесью 3, 4 и 5, соответственно.

При подаче тактовых импульсов t с выхода генератора 1 на вход генератора 2 управляющих сигналов, последний вырабатывает импульсы RL, FL, BL сдвига информации из регистров накопления в транспортные регистры линейных фоточувствительных приборов 3, 4 и 5, соответственно, и импульсы PL1, PL2, и PL3 сдвига информации в транспортных регистрах на выходы VA-R, VA-G, VA-B линейных фоточувствительных приборов с зарядовой связью 3, 4 и 5, соответственно. При этом генератор 2 управляющих сигналов генерирует указанные импульсы в соответствии с временной диаграммой, приведенной в статье Кошлаков и др. Линейная фоточувствительная схема с зарядовой связью К1200 ЦЛ1. Электронная промышленность, N 7, 1982, с.7-9.

Сигналы VA-R, VA-G и VA-B поступают на информационные входы коммутатора 19 аналоговых сигналов. И под воздействием управляющих сигналов PL1 и PL2 на управляющих входах последнего обеспечивают прохождение сигналов на вход VA. Сигнал с выхода VA коммутатора 19 аналоговых сигналов пропорционален величине светового потока, падающего на опрашиваемый в данный момент фоточувствительный элемент приборов 3, 4 и 5 соответственно. Этот сигнал подается на информационный вход аналого-цифрового преобразователя 20, тактируемого сигналом t. Аналого-цифровой преобразователь 20 является преобразователем параллельного типа, который на каждый импульс вырабатывает на выходах VD_o-VD_n-1 код, соответствующий величине сигнала, поступающего на его информационный вход VA.

Генератор 2 управляющих сигналов вырабатывает сигналы PL1, PL2, PL3, RL, FL, BL непрерывно, в цикле, соответственно и данные на входах VD_o.VD_n-1 появляются непрерывно. В начале каждого цикла сканирования на выходе BL вырабатывается импульс, который вызывает переключение делителя 18 частоты. В промежутки времени когда на выходе BL/2 делителя 18 частоты сигнал равен логическому нулю разрушается прохождение тактовых импульсов t на тактирующий выход устройства через элемент 21 ИЛИ. По наличию тактирующих импульсов t внешний, по отношению к заявляемому устройству блок (не показан) принимает вырабатываемые аналого-цифровым преобразователем 20 данные с выходом VD_o-VD_n-1.

В момент переключения сигнала BL/2 в состояние логического нуля драйвер 16 двигателя вырабатывает очередное сочетание управляющих сигналов РМ1, РМ2, РМ3 в соответствии с временной диаграммой управления шаговым двигателем, что вызывает поворот вала шагового двигателя 17 на один шаг, в результате чего элемент 10 оборачивания изображения посредством кинематической связи поворачивается на угол d (см.рис.5). В результате этого поворота проекция a_ib_i входного окна фоточувствительного прибора с зарядовой связью на объект исследования поворачивается на угол 2 d При этом, в зависимости от расположения входного окна в плоскости, совпадающей с плоскостью изображения относительно линии, проведенной из оптической оси в центр входного окна (угол g 0) возможна реализация закона сканирования, приведенного на фиг.5.

Следует отметить, что фоточувствительные приборы 3, 4 и 5 с зарядовой связью работают таким образом, что в момент сдвига информации в транспортных регистрах, в фоточувствительных ячейках происходит накопление зарядов, которые сдвигаются на выход в течении следующего цикла работы фоточувствительных приборов 3, 4 и 5 с зарядовой связью. При работе устройства различают четные и нечетные циклы работы, идентифицируемые по состоянию делителя 18 частоты. В четные циклы работы, при значении сигнала BL=0, происходит сопровождение данных VD_o-VD_n-1 сигналом t В начале четных циклов происходит выработка очередного сочетания фаз на выходе драйвера 17 шагового двигателя. В течении этого цикла продолжается переходный процесс в системе двигатель 17. Информация, накопленная в фоточувствительных элементах приборов 3, 4 и 5 с зарядовой связью в течении этого цикла, на следующем, нечетном цикле, не сопровождается импульсами t, а следовательно игнорируется внешним устройством.

В нечетные циклы при значении сигнала BL=1, элемент 10 оборачивания изображения находится в состоянии покоя. Информация, накопленная в фоточувствительных элементах приборов 3, 4 и 5 с зарядовой связью в течении этого цикла, на следующем, четном цикле, сопровождается импульсами t, и следовательно воспринимается внешним устройством. Это позволяет избежать явления "смаза" изображения, особенно в тех случаях, когда угол поворота d элемента 10 оборачивания изображения является значительным.

Вследствие этого, что аналоговые сигналы VA-R, VA-G, VA-B с выходов линейных фоточувствительных приборов 3, 4 и 5 коммутируются коммутатором 19 на вход VA аналого-цифрового преобразователя 20, сигналы на выходах VD_o,VD_n-1 получаются в последовательности: код красного, код синего, код зеленого и т. д. что позволяет за перемещение оборачивающегося элемента 10 на 180, осуществив полное круговое сканирование радужной оболочки глаза в трех цветах и получить цветное ее изображение.

Это, в свою очередь, в сочетании с применением линейных фоточувствительных приборов с переносом заряда, позволяет существенно сократить время и мощность светового воздействия на глаз человека, что весьма существенно при создании медицинского оборудования.