便携式免散瞳眼底成像设备 |
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| 申请号 | CN201611260253.8 | 申请日 | 2016-12-30 | 公开(公告)号 | CN106618477A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 上海美沃精密仪器股份有限公司; | 发明人 | 杨丛渊; 陈文光; 郭丁华; 赵立秀; 魏悦; 赵小飞; 皮晓奔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供的一种便携式免散瞳 眼底 成像设备，包括：接目物镜及中继透镜组件，接目物镜及中继透镜组件依次设置在待检眼睛的前方，接目物镜位于待检眼睛与中继透镜组件之间；成像偏振片设置在中继透镜组件的成像光线射入侧，成像偏振片位于接目物镜与中继透镜组件之间；图像 传感器 组件设置在中继透镜组件的成像光线射出侧；其中接目物镜、成像偏振片、中继透镜组件及图像传感器组件同轴设置；照明组件横向偏离设置在光轴的一侧。本发明的有益效果如下：使得被检测眼在不用药物进行散瞳的情况下，就能对被检眼进行实时观察、录像和闪光拍照。其主要特点在于保持便携性的前提下，利用杂散光、 鬼像 消减技术和像差校正技术实现对待检眼眼底的高清成像。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种便携式免散瞳眼底成像设备，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 便携式免散瞳眼底成像设备技术领域背景技术[0002] 眼底相机是一种传统的医疗设备，用于观察、记录人眼视网膜图像，为医生分析和诊断提供客观依据。眼底相机所检测的视网膜上分布着人体内唯一能直接观察到的毛细血管，这些微血管形态的变化可用于眼底疾病、高血压、糖尿病等多种疾病的早期诊断，已成为现代医疗诊断的重要手段。世界上第一台台式眼底照相机由德国CARLZEISS公司于1925年试制成功，随后，CANON、TOPCON、NIKON、OLYMPUS、OPTON等多家公司对眼底相机的设计进行了大量的改进，现在市面上的台式机已经可以一键启动即实现全自动测量。 [0003] 然而，台式眼底照相机包含较复杂的成像、照明、瞳孔定位、对焦指示、固视灯等多条光路，甚至还包括外眼照明、外眼观察、外眼固视、外眼对焦等光路，因而结构比较复杂，体积大而且笨重，同时面临较高的价格成本和运输成本。此外，面对卧病在床的患者、医生下乡筛查和随访，特别是对边远地区患者的筛查和随访，便携式免散瞳同眼底照相机就显得尤为重要。早在1994年专利号为92105247.2的中国专利“新型手持式眼底镜”就公开了一种手持式眼底镜。此后，国内外在便携式眼底相机的各个关键技术方面均作了大量的研究。 [0004] 现有技术，美国专利《DIGITAL DOCUMENTING OPHTHALMOSCOPE》(专利号：US7364297B2)公开了一种广角检眼镜，可以目视观察，也可以外接手机保存图像，视场角可以到25度。但是它没有提供红外预览功能，而是采用白光长时间直接照射病人眼底，给病人造成不适，并且拍摄范围无法满足同时观察到视盘和黄斑。 [0005] 现有技术，美国专利《MEDICAL IMAGING SYSTEM》(专利号：US8988518B2)公开了一种手持式眼底照相机，采用红外和白光LED直接照射到接目物镜，实现对待检眼的离轴照明，眼底经接目物镜和成像光路成像于光电传感器，并由光电传感器转换为电信号，从而实现对眼底图像的记录。该方案中，红外LED用于红外预览照明，因待检眼对红外光不敏感，预览时不会引起待检眼瞳孔的缩小，也即实现对待检眼的免散瞳拍照。 [0006] 现有技术，中国发明专利《一种便携式眼底照相机》(申请号：201410619382.6)也公开了一种手持式眼底照相机，其基本结构和实现方式与中国发明专利《透镜模块及眼底相机》(申请号：201310756402.X)相似，主要差异在于成像透镜的结构形式不同。 [0007] 现有技术，美国专利《EXAMINATION INSTRUMENT》(专利号：US9033507B2)公开了一种手持式眼底照相机，通过分光镜将红外和白光LED出射光束耦合到接目物镜，实现对待检眼的离轴照明，眼底经接目物镜和成像光路成像于二维光电传感器，并由光电传感器转换为电信号，从而实现对眼底图像的记录。同时，在接目物镜后插入分光镜用于固视灯的导入，通过改变固视灯的位置，可以获取眼底不同部位的图像。 发明内容[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供的一种便携式免散瞳眼底成像设备，包括：接目物镜及中继透镜组件，所述接目物镜及所述中继透镜组件依次设置在待检眼睛的前方，所述接目物镜位于所述待检眼睛与所述中继透镜组件之间；成像偏振片，所述成像偏振片设置在所述中继透镜组件的成像光线射入侧，所述成像偏振片位于所述接目物镜与所述中继透镜组件之间；图像传感器组件，所述图像传感器组件设置在所述中继透镜组件的成像光线射出侧；其中所述接目物镜、所述成像偏振片、所述中继透镜组件及所述图像传感器组件同轴设置，所述接目物镜、所述成像偏振片及所述中继透镜组件的中心的连线形成光轴；照明组件，所述照明组件横向偏离设置在所述光轴的一侧。 [0010] 优选地，所述照明组件的光线出射法面与所述光轴的夹角为10度～50度。 [0011] 优选地，所述照明组件的光线出射法面与所述光轴的夹角为30度。 [0013] 优选地，在所述光源单元的照明光路上设有聚焦镜，所述聚焦镜位于所述光源单元与所述照明偏振片之间。 [0014] 优选地，在所述光源单元的照明光路上设有空间滤波器，所述空间滤波器设置在所述聚焦镜的会聚点上。 [0015] 优选地，所述照明偏振片与所述成像偏振片正交设置。 [0016] 优选地，所述光源单元为单光源或多光源，所述光源单元为红外照明光源或白光照明光源。 [0017] 优选地，所述接目物镜为单片透镜或多片透镜组合。 [0018] 优选地，所述中继透镜组件为多片透镜组合。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：使得被检测眼在不用药物进行散瞳的情况下，就能对被检眼进行实时观察、录像和闪光拍照。其主要特点在于保持便携性的前提下，利用杂散光、鬼像消减技术和像差校正技术实现对待检眼眼底的高清成像。附图说明 [0020] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。 [0021] 图1为本发明便携式免散瞳眼底成像设备实施例一光路配置图； [0022] 图2A为现有技术眼底照明效果图； [0023] 图2B为本发明便携式免散瞳眼底成像设备的眼底照明效果图； [0024] 图3为本发明便携式免散瞳眼底成像设备光源布局图； [0025] 图4为本发明便携式免散瞳眼底成像设备光源照明和成像在瞳孔处的通光孔径分布图； [0026] 图5为本发明便携式免散瞳眼底成像设备实施例二光路配置图。 [0027] 图中： [0028] 1-待检眼睛 2-接目物镜 3-中继透镜组件[0029] 4-图像传感器组件 5-光源单元 6-照明偏振片[0030] 7-成像偏振片 11-眼底 12-瞳孔[0031] 13-平面 14-光轴 21-光源[0032] 22-成像孔径 31-照明光束小圆 32-成像小圆[0033] 33-瞳孔边沿 34-瞳孔中心孔 41-聚焦镜[0034] 42-会聚点 具体实施方式[0035] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。 [0036] 本发明包括用于眼底黑白预览的红外照明光源，眼底彩照拍摄的白光闪光光源，照明系统和成像系统共用的接目物镜组件，将接目物镜与人眼光学系统对眼底所成一次实像进行二次成像的中继透镜组件，以及将二次像转化为电信号的二维图像传感器。 [0037] 如图1所示，本发明便携式免散瞳眼底成像设备，与光轴14有横向偏离的红外照明光源或白光照明光源单元5发出的红外或白光光束经线照明偏振片6出射到接目物镜2，经接目物镜2后的线偏振光束聚焦在待检眼的瞳孔12附近，再经人眼晶体投射到眼底11，从而实现对人眼眼底11的照明。由前述偏振光束照亮眼底产生的反射或散射光，其中一部分将依次经过待检眼睛1的玻璃体、晶体、前房并由角膜前表面出射到接目物镜2上。这部分由接目物镜2出射的眼底反射或散射光束将成像在接目物镜的后侧某平面13内，此为待检眼眼底的一次像。此一次像再经与照明偏振片6正交放置的成像偏振片7、中继透镜组件3成像于二维图像传感器组件4，从而获得待检眼睛1的眼底图像。系统工作时，首先工作于红外光预览模式，由于人眼对红外光不敏感，不会引起瞳孔12收缩；当瞄准和调焦准备工作就绪后，系统启动白光闪光模式，获得待检眼睛1的眼底的彩色图像，即实现对待检眼睛1的眼底的免散瞳成像。 [0038] 针对不同屈光状态的待检眼睛1，为了获得清晰的图像，必须对待检眼进行屈光补偿。这可以通过单独移动中继透镜组件3，或者单独移动二维图像传感器组件4，或者同时移动中继透镜组件3和二维图像传感器组件4实现。 [0039] 为了获得清晰的眼底图像，接目物镜2具有正的光角度，可采用单片透镜或多片透镜组合，中继透镜组件3采用多片透镜组合。为了降低系统的杂散光和鬼像，采用如前所述正交放置的照明偏振片6与成像偏振片7，以消减待检眼睛1角膜和晶体反射的杂散光。 [0040] 本发明光源单元5的光线出射法面与光轴14有一定的夹角，范围为10度～50度，典型值为30度。如此布置可以在待待检眼睛1的眼底11实现更均匀的照明，从而使系统获得眼底11照片具有更好的相对照度分布。为了说明光源单元5法线相对于光轴14具有倾角的光源布置方式的优点，图2A和图2B给出了光源单元5相对于光轴无倾斜角和倾斜角为30度时的眼底11照明均匀性数值模拟对比图。从图中可以看出，当光源单元5相对于光轴倾斜角为30度时，可以获得更好的眼底11照明均匀性，也即进行眼底11图像拍摄时可以获得更好的画面均匀性。 [0041] 图1中仅显示了与光轴14具有倾角放置的单个光源21的情形，实际中，可能采用两个甚至多个光源21，参见图3，其中21为光源，22为成像孔径。左图显示了在竖直方向上放置两个光源21的情形，右图为单个光源21的情形。 [0042] 为了更好地说明本发明如何以较简洁的方式获取待检眼睛1的眼底11图像，我们也给出照明光束和成像光束在瞳孔处的光线足迹图，参见图4。瞳孔边沿33由图中最大圆给出，成像光路通过成像小圆32，照明光路通过照明光束小圆31。其中左图对应于两个照明光源的情形，照明光束通过上、下两个照明光束小圆31，而成像光束通过瞳孔中心孔34。右图为单个光源照明的情形，照明光束通过照明光束小圆31，而成像光束通过成像小圆32，对于同样照明光束孔径和成像光束孔径，可以实现对更小瞳孔的待检眼眼底的拍摄。 [0043] 本发明的另一个实施例参见图5。与前一个实施例的主要差别在于：光源单元5发出的光线首先经聚焦镜41会聚于会聚点42，再经照明偏光片6、接目物镜2会聚于待检眼睛1的瞳孔12处。此时如在会聚点42放置一个空间滤波器(图中未示出)，将有利于控制瞳孔12处照明光斑的大小，以降低原有系统的杂散光。 |
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