促进眼底照相机校准和聚焦的设备
专利汇可以提供促进眼底照相机校准和聚焦的设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 眼底 照相机 具有对焦辅助标记投影系统(5，9，10，11，12，13)，该系统包括对焦辅助标记聚焦透镜(10)和其它光学元件，使得对焦辅助标记聚焦透镜(10)连接到成像系统的聚焦透镜(6)并与该透镜一起移动，由此使对焦辅助标记投影系统和成像系统保持共面。相关的校准标记投影系统(35，34，33，32)包括一些光学元件，它们利用现有的眼底照相机照明系统(35)的一部分将多个校准标记投影到目标眼睛的虹膜上。，下面是促进眼底照相机校准和聚焦的设备专利的具体信息内容。
1.一种具有对焦辅助标记投影系统的眼底照相机，包括：
物镜，用于在所述眼底照相机内的一平面处形成目标眼底第一图像；
图像对焦调节透镜，能够移动所述图像对焦调节透镜以调节成像系统的焦点， 使得它被聚焦到与所述眼底照相机内形成的目标眼底第一图像相同的平面上；
对焦辅助标记投影系统，它包括可移动对焦辅助标记聚焦透镜，所述聚焦透 镜移动以便移动所述对焦辅助标记投影系统的焦点，使得它与所述成像系统的焦平 面共面，其中所述聚焦透镜连接到成像系统的所述对焦调节透镜以便随所述对焦调 节透镜移动，而所述对焦辅助标记投影系统的其它部分保持固定，
其中所述眼底照相机具有一个或多个在与所述对焦辅助标记聚焦透镜相同的 光路中的非移动的透镜。
2.如权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，对焦辅助标记投影系统的 所述聚焦透镜和成像系统的所述对焦调节透镜是负透镜并且所述非移动的透镜是 正透镜。
3.如权利要求1所述的眼底照相机，其特征在于，在所述对焦辅助标记投影 系统中，所述对焦辅助标记是作为一个狭缝的图像而形成的。
4.如权利要求3所述的眼底照相机，其特征在于，所述眼底照相机包括一对 偏转棱镜，所述偏转棱镜使来自所述狭缝的光线沿分离的光路偏转，从而形成两个 狭缝图像，所述的两个狭缝图像被校准以便在所述对焦辅助标记投影系统的焦平面 处形成单个的狭缝图像。
5.如权利要求3所述的眼底照相机，其特征在于，对焦辅助标记聚焦透镜的 倍率和所述对焦辅助标记投影系统中的固定透镜的倍率被选定，使得对焦辅助标记 形成狭缝的图像以及和其中形成所述目标眼底第一图像的平面共轭的一个平面总 是基本上共面。
技术领域
眼底照相机被用来拍摄眼底的图像(眼睛的后部，包括视网膜和血管)。 该眼底图像可以由第三方来检查，或者与之前某一日期拍摄的眼底图像相比 较，以促进视网膜疾病的诊断。眼底照相机包括：物镜，用于形成眼睛底部的 图像；其它透镜，用于在照相机的记录平面上形成图像；以及照明系统，用于 将光线投影到眼睛上使得眼底图像足够亮，以便可以在照相机上拍摄图像。为 了能够在眼睛前端部分(包括角膜、虹膜和晶状体)没有不可接受的反射的情 况下形成有用的图像，眼底照相机必须非常精确地校准。为了在没有瞳孔放大 而扩大瞳孔的情况下拍摄眼底图像，在没有特征来引导操作人员聚焦并校准眼 底照相机的情况下很难实现对眼底照相机校准所要求的精确度。已经提出各种 设备将标记投影到眼睛上以促进校准和聚焦。这些设备在复杂性和性能方面具 有各种缺点。
背景技术
发明内容
根据本发明，用一个简单的刚性臂或类似的连接将与图像对焦系统分离的 第一对焦辅助标记聚焦透镜连接到图像对焦调节透镜上。第二和第三固定透镜 可以分别位于对焦辅助标记聚焦透镜的各边，使得在对焦辅助标记聚焦透镜移 动时这些透镜并不移动。对焦辅助标记是用一对偏转棱镜通过一狭缝形成的， 这对偏转棱镜使来自狭缝的光线沿分离的光路偏转，使得形成两个狭缝图像， 这两个狭缝图像仅仅被校准从而在对焦辅助标记投影系统的焦平面处形成单 条线性狭缝图像。通过对焦辅助标记投影透镜系统并通过镜子和眼底照相机物 镜系统，使该对焦辅助标记被投影，以在眼底上形成该对焦辅助标记的图像。 如果正确地选择对焦辅助标记聚焦的倍率以及第二、第三固定透镜和对焦辅助 标记聚焦透镜，则通过移动图像对焦调节透镜来调节观察系统的焦点，可以针 对图像对焦调节透镜的任何位置使成像系统的焦点和投影线系统的焦平面保 持一致。第二和第三固定透镜的效用是，图像对焦调节系统不必像美国专利 4,187,014所指定的那样必须是无焦系统。因此，当与无焦成像对焦调节系统相 比时，可以使用负焦点调节透镜的设计，其结果是图像放大和图像亮度方面都 减少了变化。通过正确选择透镜，也可以控制透镜系统体系结构和所产生的焦 平面以允许光路足够长来并入所需的镜子，从而使成像和投影对焦标记辅助光 路结合到实际的仪器中。
为促进眼底照相机的精确校准，一个或多个校准辅助标记可以被投影到眼 睛的虹膜上。可以使两个校准标记投影，使得当眼底照相机正确定位时，两个 校准标记一致并且处于眼睛虹膜的焦点中(美国专利4,257,688；4,252,420； 4,253,743)。在之前的发明(美国专利申请10/710,003)中，这种校准标记已 经用标记投影光学系统实现过了，这些光学系统可在眼底照相机光学系统外部 或者内部。较佳地，校准标记从眼底照相机内部的源中投影出来，然后通过物 镜到达目标眼睛，从而使目标眼睛附近的仪器体积最小化并且使形成投影校准 标记所需的附加光学元件的数目最小化。投影校准和对焦标记可以是用红外光 形成的并且观察系统包括对红外光敏感的照相机，所以进入目标眼睛的标记投 影不必使目标的瞳孔收缩。
本发明的一个目的在于提供一种可实现投影校准标记系统的装置，该系统 结构简单，并且通过将校准标记系统和眼底照相机中已经存在的照明系统组合 起来并从一个光源中产生美国专利申请10/710,003中所讨论的两个校准标记， 使该系统很紧凑。
根据本发明，校准目标是从狭缝的图像中形成的，一对偏转棱镜紧靠狭缝 排列以便使上述对焦辅助投影系统将来自光源的光线分到两个分离的路径之 中。或者，通过紧靠狭缝的一对镜面的反射，可以将来自光源的光线分到两个 分离的路径之中，其中这些镜子彼此相对绕某一轴旋转，该轴穿过每一个镜面 并与光路的轴正交。用镜子或棱镜将来自狭缝的光线和来自眼底照明系统的光 线组合起来，使得该狭缝与照明系统的第一光阑共轭。来自狭缝的光线然后穿 过正常的照明系统光学装置并且被成像到目标眼睛的虹膜之上。当眼底照相机 正确地校准时，在眼睛瞳孔的平面上形成了第一光阑的图像。校准目标狭缝的 图像也形成于眼睛的虹膜之上。如果眼底照相机没有正确地校准，则校准目标 狭缝的图像将因紧靠校准目标狭缝的狭缝棱镜而分成两条线。
附图说明
为了帮助理解本发明，现在将参照附图，它们示出了本发明的至少一个示 例。
在附图中：
图1示出了眼底照相机的一个示例，它具有美国专利4,187,014中所提出 的投影对焦辅助标记。注意到，为了清楚，示出了棱镜11绕光轴旋转90度。
图2示出了对图1中的设计做出的改进，其中两个附加的透镜14和15分 别插放在透镜10的两边，这是本发明中提出的。
图3a示出了图2中的改进设计的变体，由此可移动的聚焦透镜6和10是 负的(发散)透镜。
图3b示出了聚焦透镜6和10如何一起移动以便将该仪器聚焦到新的第一 像平面3’从而用于非正视眼的目标眼睛。
图4a是图3在尺寸x1和x2大小已定义的情况下的再现。
图4b是聚焦透镜位置x1如何随第一像平面x2的移动而变化的图。线a 表示用于如图2所示的无焦系统的关系。线b表示用于如图2所示的非-无焦系 统的关系。线c表示用于如图3所示的系统的关系，其中透镜6和10是负的倍 率。
图4c描绘了图像在第二像平面8处的放大变化。线a示出了用于如图1 所示的无焦系统的图像的放大倍数变化，而线b描绘了用于图3所示较佳系统 的放大倍数的减小变化。
图4d示出了在聚焦透镜10移动的情况下移动投影对焦辅助标记的焦平面 时改变固定透镜14和15的倍率比率的效果。和线a相比，线b表示在增大透 镜15的倍率与透镜14的倍率的比率的情况下用于系统的关系。
图5a和5b描绘了美国专利申请10/710,003中提出的校准目标投影系统。 图6示出了对于如图5所示的光学结构而言当眼底照相机向眼睛移动得更近时 投影校准标记在眼睛角膜上的移动情况。
图7示出了改进的校准目标投影系统，由此用某一光学系统来投影校准标 记，该光学系统使用视网膜照相机的照明系统的一部分。
图8示出了对于图8所示的光学结构而言当眼底照相机向眼睛移动得更近 时投影校准标记在眼睛角膜上的移动情况。
具体实施方式
图2示出了一种改进，它正是本专利申请的目标，由此两个固定的透镜14 和15分别插放在移动对焦辅助标记聚焦透镜10的两侧。这种设计允许图像聚 焦系统的设计自由，因为该系统不必是图1所示设计中指定的那种无焦系统。 此外，在图2中只有透镜10和6相连以便平行移动，所以对焦辅助投影系统 的其余部分(部件11、12和13)是固定的，由此进一步简化了移动照相机的 设计。如图3所示，图2的改进设计允许使用负的聚焦透镜6，这在眼底照相 机中被普遍使用。上述负的透镜具有期望的效果，即减小成像平面8处眼底图 像放大倍数的改变，由此减小了视场的变化和图像的可见亮度。通过改变两个 固定透镜14和15的倍率，便可以改变对焦辅助标记的焦平面的移动和聚焦透 镜10的移动之间的关系。通过正确选择固定的透镜14和15以及聚焦透镜10， 当聚焦透镜6和10一起移动以调节眼底照相机的焦点以便用于不同的目标眼 睛折射误差时，对焦辅助标记的焦平面和成像系统的焦平面可以基本上保持共 面。
图4描绘了聚焦透镜6和10的移动以及图像焦平面3的移动之间的关系。 图4b示出了聚焦透镜位置x1如何随着第一像平面x2的移动而变化。线a表示 用于图1所示的无焦系统的关系。线b表示用于图2所示的非无焦系统的关系。 线c表示对于图3所示系统的关系，其中透镜6和10是负的倍率。线c的斜率 pf可以通过改变透镜10、14和15的相对倍率来调节。图4c描绘了图像在第 二像平面8处的放大倍数改变。线a示出了用于图1所示无焦系统的图像放大 倍数变化，而线b描绘了用于图3所示较佳系统的放大倍数的减小变化。图4d 图示了在移动聚焦透镜10的情况下当移动投影对焦辅助标记的焦平面时改变 固定透镜14和15的倍率比率的效果。和线a相比，线b表示当增大透镜15 的倍率和透镜14的倍率之比时对于某一系统的关系。这示出了通过正确选择 透镜10、14和15的倍率，便可以调节投影对焦辅助标记的焦平面移动以匹配 于眼底照相机成像系统的焦平面的移动。
图5示出了美国专利申请10/710,003中提出的校准标记投影系统。在图5a 中，通过校准标记投影系统20，将校准标记直接投影到眼睛的前端表面上。在 图5b中，示出了一种可选的设计，由此校准标记投影系统通过小镜子、眼底 照相机的物镜将来自眼底照相机内部的校准标记投影到目标眼睛的前端。如果 提供两个校准标记投影系统，则当物镜2和目标眼睛1之间的距离正确时，可 以将这两个校准标记排列成使得图6a所示的两个标记在目标眼睛1的虹膜上形 成单个完整的线，像图6b所示的那样。
图7示出了一种改进的校准标记投影系统，通过使来自光源的光线穿过收 集透镜34、一对棱镜33和相关的狭缝32，再通过反射装置31和由透镜25和 24所表示的眼底照相机照明系统元件以及镜子4，该系统便从单个源35中形 成了两个校准标记。为了完整，正常眼底照相机照明系统的其余部分在图7中 也有描绘，比如，光源30、收集透镜29、IR带通滤光片28、氙闪光灯27和 环形狭缝光阑26。环形狭缝光阑26将被配置成如图7b所示的两个部分的片段， 以便阻止来自灯30的光线入射到镜子4上具有孔洞的那部分，从而使来自对 焦辅助标记投影系统的光线像上述那样通过。
图8描绘了投影校准标记的图像出现在目标眼睛的虹膜之上，其中在图8a 中当物镜2和目标眼睛1之间的距离不正确时该线条分成错开的两半，在图8b 中当物镜2和目标眼睛1之间的距离正确时该投影校准标记在目标眼睛1的虹 膜上形成单个完整的线条。
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