CN103006176A - 基于偏振分光棱镜的数字眼底镜 - Google Patents

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李宇波
余添
孙世宸
包家立
杜亚平
杨建义
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Zhejiang University ZJU
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
    • A61B3/1208—Multiple lens hand-held instruments

Abstract

本发明公开了一种基于偏振分光棱镜的数字眼底镜。包括手柄、T型支架和安装在T型支架中的镜筒壳；镜筒壳内依次在共轴的准直光路中设置有接目透镜、偏振分光棱镜、成像透镜和成像CCD，手柄内由下而上依次安装驱动电路、光源焦距调节装置、光源和聚光透镜组，光源、聚光透镜组和偏振分光棱镜在共轴的准直光路。本发明可随声携带；相对于目前专业的眼科医院的眼底照相机，成本要低很多；能以高清晰度完美再现眼底的血管结构，方便医生对病人病情的诊断；标准化的数据存储于共享，将基于卫生部标准进行图像采集、存储、与共享。本发明的成像效果好，有效去除了人眼表面的反光，适用于电子医疗产品行业。

Description

基于偏振分光棱镜的数字眼底镜
技术领域
本发明涉及眼科医疗观测诊断设备，尤其涉及一种基于偏振分光棱镜的便携式数字眼底镜。
背景技术
“早发现”、“早治疗”是慢性病防治的重要方法，全科医学证明：心脑血管疾病早期发现的最有效途径是眼底观察。而观察用的工具就是眼底镜，其特点是诊断有效、操作简单、价格便宜，是一种非常适合社区卫生医疗的适宜技术。
目前市场上常用的眼科仪器中能检验眼底的主要有直接检眼镜、间接检眼镜、裂隙灯、超声波诊断仪、眼底照相机等。眼底相机作为高科技的产物，造价十分昂贵，而且大都基于非便携式的设计，性能高却不易普及。
直接眼底镜作为最简单最原始的检眼装置，其优点是廉价便携，但手持眼底镜只是全科医师目前的一个原初医疗器械，没有任何现代信息技术元素，缺乏信息采集、保存、传输等功能，给社区卫生医疗带来的问题主要有：
1、直接检眼镜观测的图像视野很窄（15°）；
2、观察所得的历史数据不能保存，无法作自身对照、病情跟踪；
3、数据不能在社区卫生服务中心和中心医院之间传输、共享；
4、缺乏图像数据的唯一性，不同的医师所作出的治疗方案也不相同。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于偏振分光棱镜（PBS）的数字眼底镜，利用偏振分光棱镜的偏振特性消除了眼睛表面的反光，将照明光学系统和成像光学系统有效结合，能够对眼底清晰成像及记录。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 
本发明包括手柄、T型支架和安装在T型支架中的镜筒壳；镜筒壳内依次在共轴的准直光路中设置有接目透镜、偏振分光棱镜、成像透镜和成像CCD，手柄内由下而上依次安装驱动电路、光源焦距调节装置、光源和聚光透镜组，光源、聚光透镜组和偏振分光棱镜在共轴的准直光路。
所述的光源发出的光线经聚光透镜组和偏振分光棱镜反射得到E光，经接目透镜照射到人眼中，人眼的眼底散射光和眼表反射光经由接目透镜、偏振分光棱镜和成像透镜进入成像CCD；其中，眼底散射光的E光分量和眼表反射光的E光在透射光路中被偏振分光棱镜反射消除，眼底散射光的O光分量透过偏振分光棱镜在成像CCD成像。
所述的驱动电路：包括电源变压电路和数据采集卡，分别连接到光源和成像CCD。
所述的光源焦距调节装置：包括螺杆和安装在螺杆上光源，螺杆上设有调节光源焦距的旋钮。
本发明具有的有益效果是，
1、便携：医生可以随声携带，到病人家中使用，也可在社区医疗中心，由社区医生指导居民使用；
2、廉价：相对于目前专业的眼科医院的大型眼底照相机，便携式数字眼底相机成本要低很多，这很大程度上方便了它的推广。
3、有效：该眼底相机将能以高清晰度完美再现眼底的血管结构，并实现长期监测建立医疗档案的预防机制，方便医生对病人病情的诊断与预测。
4、标准化的数据存储于共享：将基于卫生部标准进行图像采集、存储、与共享；成像效果好，设计巧妙、易于实施；适用于电子医疗产品行业。
附图说明
图1是本发明的光路结构示意图。
图2是本发明的手柄结构剖视示意图。
图中：1、人眼，2、接目透镜，3、偏振分光棱镜，4、成像透镜，5、成像CCD，6、聚光透镜组，7、光源，8、镜筒壳，9、光源焦距调节装置，10、手柄，11、T型支架，12、螺杆，13、旋钮，14、驱动电路，15、成像CCD引线孔，16、电源线孔。
具体实施方式
      下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明包括手柄10、T型支架11和安装在T型支架11中的镜筒壳8；镜筒壳8内依次在共轴的准直光路中设置有接目透镜2、偏振分光棱镜3、成像透镜4和成像CCD5，手柄10内由下而上依次安装驱动电路14、光源焦距调节装置9、光源7和聚光透镜组6，光源7、聚光透镜组6和偏振分光棱镜3在共轴的准直光路。
光源7发出的光线经聚光透镜组6和偏振分光棱镜3反射得到E光，经接目透镜2照射到人眼1中，人眼1的眼底散射光和眼表反射光经由接目透镜2、偏振分光棱镜3和成像透镜4进入成像CCD5；其中，眼底散射光的E光分量和眼表反射光的E光在透射光路中被偏振分光棱镜3反射消除，眼底散射光的O光分量透过偏振分光棱镜3在成像CCD5成像。
如图2所示，驱动电路14：包括电源变压电路和数据采集卡，分别连接到光源7和成像CCD5。数据采集卡easycap（EM2860），用于对光源7和成像CCD 5的供电，以及成像CCD5的数据采集。图2中15为成像CCD引线孔，16为电源线孔。
如图2所示，光源焦距调节装置9：包括螺杆12和安装在螺杆12上光源7；螺杆12上设有调节光源焦距的旋钮13。
本发明的工作原理：
如图1所示，由12V电压驱动的光源照射的光依次经过聚光镜和偏振分光棱镜，成为垂直方向的线偏振光S光。由于几乎是垂直入射，眼睛表面表反射回去的依然是线偏振光S光。此时，偏振分光棱镜的选择作用使得反射光不能到达水平方向的成像光路，而是返回到光源部分，因此消除了反射光对成像系统的影响；另一方面，到达眼底的线偏振光经过漫反射与散射，返回的成像光不再是单一的S方向的线偏振光，因此经过偏振分光棱镜，仍会有1/2左右的光透过。这样就顺利的实现了眼底的成像。
本发明能很好的消除眼表面以及前镜头带来的反射光，较之环形孔阑的设计，要更为简便易行。

Claims (4)

1.一种基于偏振分光棱镜的数字眼底镜，其特征在于：包括手柄（10）、T型支架（11）和安装在T型支架（11）中的镜筒壳（8）；镜筒壳（8）内依次在共轴的准直光路中设置有接目透镜（2）、偏振分光棱镜（3）、成像透镜（4）和成像CCD（5），手柄（10）内由下而上依次安装驱动电路（14）、光源焦距调节装置（9）、光源（7）和聚光透镜组（6），光源（7）、聚光透镜组（6）和偏振分光棱镜（3）在共轴的准直光路。
2.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光棱镜的数字眼底镜，其特征在于：所述的光源（7）发出的光线经聚光透镜组（6）和偏振分光棱镜（3）反射得到E光，经接目透镜（2）照射到人眼（1）中，人眼（1）的眼底散射光和眼表反射光经由接目透镜（2）、偏振分光棱镜（3）和成像透镜（4）进入成像CCD（5）；其中，眼底散射光的E光分量和眼表反射光的E光在透射光路中被偏振分光棱镜（3）反射消除，眼底散射光的O光分量透过偏振分光棱镜（3）在成像CCD（5）成像。
3.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光棱镜的数字眼底镜，其特征在于：所述的驱动电路（14）：包括电源变压电路和数据采集卡，分别连接到光源（7）和成像CCD（5）。
4.根据权利要求1所述的一种基于偏振分光棱镜的数字眼底镜，其特征在于：所述的光源焦距调节装置（9）：包括螺杆（12）和安装在螺杆（12）上光源（7），螺杆（12）上设有调节光源焦距的旋钮（13）。
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