CN103371799A - 辅助凝视对焦的眼底检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的辅助凝视对焦的眼底检测装置包含：光源投射装置、照明系统、成像系统及对焦凝视装置，由照明系统传输光源投射装置产生的检测光线至受测者眼睛，并接收眼底影像；另通过显像系统来显示眼底影像；以照明系统中的对焦凝视装置于受测者眼睛聚焦区域形成聚焦遮罩，又聚焦遮罩设有裂像屏、透光结构及凝视装置，由凝视装置于眼睛聚焦位置上形成凝视成像，使裂像屏与凝视成像分别位于对应眼睛曲度的不同焦聚位置，如此即可让受测者在裂像对焦动作完成同时，凝视成像也位于清楚辨识的焦距位置。

Description

辅助凝视对焦的眼底检测装置

技术领域

本发明有关于一种应用于眼底照相机进行裂像对焦与辅助凝视的检测装置，尤其指一种辅助凝视成像与对焦裂像屏根据人眼曲率而不同焦距位置的眼底检测装置，让受测者于裂像对焦完成时，凝视成像也同时位于清楚可视的焦距位置。

背景技术

眼底照相机是一种专门用于拍摄眼球内部与视网膜的照相机，相对于一般的拍摄目标来说，眼底本身不发光，而自然情形下中照入眼球中的各种光线，虽然能照亮眼底，但其强度却不足以用来观察眼底，或是进行拍照。此外，由于眼球角膜会造成明显的反射光，更是干扰了对眼底的观察。

因此眼底照相机必须包括一个能用较强的光照亮眼底的照明系统以及一个能避开眼球角膜上强烈反射光对底片影响的观察与成像系统。除此之外，为了分别拍摄中的黄斑部位或视盘等的位置，在眼底照相机中还会设置凝视点，借着让受测者凝视特定凝视点而使眼球转动至特定角度。

请参阅图1所示，传统眼底照相机所使用的凝视系统主要是在一液晶显示器101上显示不同位置的亮点102，让受测者眼睛旋转角度进而专注凝视液晶显示器101上的亮点102。另请参图2所示，传统液晶显示的眼底照像光路设计大致划分为一液晶显示系统10、一组光源投射系统11、一组光学摄像系统12、一组显像监控系统13、以及一组定位光路系统14。

其中，上述液晶显示系统10具有一液晶显示器101、一聚光镜103以及一分光镜104；上述光源投射系统11具有一摄像光源111、一聚光镜112、一环形狭缝板113、一中继透镜114以及一穿孔镜115；上述光学摄像系统12具有一接物镜121、一对焦镜122、一显影镜123以及一底片124；上述显像监控系统13具有一转向镜131、一场镜132、一反射镜133、一中继透镜134、一显像管135以及监控器136；而上述定位光路系统14具有一半透镜141、一中继透镜142、一反射镜143、一导光件144以及一光源145。

由于前述各个光路系统各自独立，因此需要对应各个光路系统的独立光路空间，其往往造成眼底照相机衍伸出制作成本增加的问题；而且采用液晶显示的辅助凝视方式，并无裂像对焦屏的相关光路设计，对于不同屈光度眼睛的成像对焦调整，往往造成检测者无法快速地准确对焦，此外，若打算在液晶显示系统中增加裂像对焦系统，又会额外衍伸出需要配合其他光路的困难性。

有鉴于传统采用液晶显示方式的眼底照相机仍有诸多改进之处，故传统眼底照相机器中的辅助凝视与成像对焦系统实有加以改良创新的必要。

发明内容

爰是，本发明的主要目的，旨在提供一种辅助受测者眼球转动凝视以及方便检测者对焦成像的眼底检测装置，通过将凝视与裂像手段整合于受测者眼睛聚焦区域中，并让凝视成像与裂像屏分别位于对应眼睛曲度位置，使受测者在裂像对焦动作完成同时，凝视成像也位于清楚辨识的焦距位置，方便受测者观看以提升检测效果。

本发明的另一目的在于让检测者可依据不同屈光度的眼睛进行裂像对焦调整，另可依据检测的不同需求，独立控制每个凝视目标的明灭，使受测者眼睛能够根据显示出的凝视目标旋转至特定需求角度。

本发明的再一目的在于凝视装置采用不可见光投射以及闪烁性的凝视成像，让受测者可在黑底闪点的高对比情境下检测，使受测者眼睛在不受刺激的情况下，更容易且舒适地注视凝视点。

为达上述目的，本发明辅助凝视对焦的眼底检测装置包含：一光源投射装置、一照明系统、一成像系统以及一对焦凝视装置，上述光源投射装置投射检测光线来照亮受测者眼睛的眼底；上述照明系统传输上述检测光线至受测者眼睛，并接收受测者眼底影像；上述成像系统接设于上述照明系统显示上述眼底影像；而上述对焦凝视装置于上述照明系统中受测者眼睛聚焦区域形成一聚焦遮罩。

其中，上述聚焦遮罩设有一裂像屏、一位于上述裂像屏外周的透光结构以及至少一凝视装置，上述凝视装置于上述聚焦区域的聚焦位置上形成一凝视成像，使上述裂像屏与凝视成像分别位于对应受测者眼睛曲率的不同焦距平面位置。

于一较佳实施例中，上述透光结构设为一弧曲状结构，以对应受测者眼睛曲率的不同聚焦位置，且上述凝视装置于上述弧曲状结构上嵌设一发光单元，使上述发光单元直接位于上述聚焦位置形成凝视成像。

于另一较佳实施例中，上述透光结构凸出于上述裂像屏前方构成一阶梯状结构，上述凝视装置于上述阶梯状结构上嵌设一发光单元，由上述发光单元直接位于上述聚焦位置形成凝视成像。

于再一较佳实施例中，上述透光结构上设有复数个孔洞，上述凝视装置分别在上述孔洞中设有一透镜，并在上述透镜后方设有一发光单元，上述发光单元通过上述透镜的作用下，间接将上述凝视成像显示在受测者眼睛的聚焦位置。

于又一较佳实施例中，上述透光结构上进一步设有一改变光线路径的反射面，而上述凝视装置于上述反射面的光线路径上设有一透镜，并在上述透镜后方设有一发光单元，使上述发光单元通过上述透镜及反射镜作用下，间接将上述凝视成像显示在上述聚焦区域的聚焦位置；其中，上述透镜垂直组设于上述透光结构，且上述反射面与透光结构之间呈现45度倾斜。

于前述四个较佳实施例中，本发明发光单元可选自于发光二极管、灯管、灯泡或光纤其中一种结构进行投射；上述凝视成像为几何形状、文字、数字、字母、符号或图案的其中至少一种形式组合构成。

此外，本发明光源投射装置包含一可见光发光器以及一不可见光发光器，而上述成像系统中具有一配合上述裂像屏形成对焦手段的活动聚焦透镜，可选择性地将上述聚焦位置调整至对应上述裂像屏位置。

当受测者进行眼底检测时，先以上述不可见光发光器配合活动聚焦透镜进行对焦凝视的校准程序，再以上述可见光发光器直接进行眼底影像的拍摄程序。

再者，于一可行实施例中，本发明眼底检测装置设有四凝视装置，且每一凝视装置的凝视成像分别位于上述裂像屏前方的上、下、左、右四个方位。

附图说明

图1是习用眼底检测采用液晶显示器上显示凝视点的立体示意图；

图2是采图1液晶萤幕检测眼底的光路系统图；

图3是本发明眼底检测装置的光路系统图；

图4是本发明对焦凝视装置第一较佳实施的立体图；

图5是图4对焦凝视装置的对焦示意图；

图6是本发明对焦凝视装置第二较佳实施例的正视图；

图7是图6对焦凝视装置的对焦示意图；

图8是本发明对焦凝视装置第三较佳实施例的正视图；

图9是图8对焦凝视装置的对焦示意图；

图10是本发明对焦凝视装置第四较佳实施例的立体图；以及

图11是图10对焦凝视装置的对焦示意图。

【主要元件符号说明】

10---液晶显示系统                104---分光镜

101---液晶显示器                 11--光源投射系统

102---亮点                       111---摄像光源

103---聚光镜                     112---聚光镜

113---环形狭缝板                  40---照明系统

114---中继透镜                    41---聚光透镜

115---穿孔镜                      42---第一凸透镜

12---光学摄像系统                 43---环形狭缝板

121---接物镜                      44---第二凸透镜

122---对焦镜                      45---反射镜

123---显影镜                      46---第三凸透镜

124---底片                        47---穿孔镜

13---显像监控系统                 48---接物镜

131---转向镜                      49---摄像光路

132---场镜                        50---成像系统

133---反射镜                      51---中继透镜

134---中继透镜                    52---聚焦透镜

135---显像管                      53---显像器

136---监控器                      54---显像光路

14---定位光路系统                 60---对焦凝视装置

141---半透镜                      61---聚焦遮罩

142---中继透镜                    62---裂像屏

143---反射镜                      621---遮板

144---导光件                      622---狭缝

145---光源                        623---棱镜

20---眼睛                         63---透光结构

21---瞳孔                         631---孔洞

22---眼底                         64---凝视装置

23---聚焦区域                     641---发光单元

24---聚焦位置                     642---透镜

30---光源投射装置                 643---对应透光结构

644---反射面

具体实施方式

兹为便于更进一步对本发明的构造、使用及其特征有更深一层明确、详实的认识与了解，于是举出较佳实施例，配合图式详细说明如下：

为方便说明本发明的技术特征，先就以下说明书中所出现的名词加以定义。若无特别说明的情形下，在以下说明书中所述“系统”是指将光线或成像于眼睛、照明装置、影像显示器之间所需透镜、棱镜、反射镜、遮板以及各种其他单元的总成。而以下说明书中所述“光路”是指任一系统中，光线或成像由投射起点(如：照明装置、眼球)开始至投射终点(如：眼球、影像显示器)之间的传导路径。

请参阅图3所示，本发明为一种应用于眼底照像机器中的辅助凝视与成像对焦装置，主要是针对眼睛20瞳孔21进行眼底22拍摄，由一光源投射装置30、一聚光透镜41(Condenser Lens)、一第一凸透镜42(first lens)、一环形狭缝板43(ring-shaped slit plate)、一第二凸透镜44(Second Lens)、一反射镜45(Mirror)、一第三凸透镜46(Third Lens)、一穿孔镜47(Perforate mirror)、一接物镜48(Ocular Lens)、一中继透镜51(Relay Lens)、一聚焦透镜52(FocalLens)、一显像器53(CMOS)来构成一可行实施的较佳实例。

其中，上述光源投射装置30由一可见光发光器以及一不可见光发光器所构成，用以投射检测光线来照亮受测者眼睛20的眼底22；而上述聚光透镜41、第一凸透镜42、环形狭缝板43、第二凸透镜44、反射镜45、第三凸透镜46、穿孔镜47以及接物镜48共同构成一照明系统40，用以传输上述检测光线至受测者眼睛20，并接收受测者眼底影像；另由上述接物镜48、穿孔镜47、中继透镜51、聚焦透镜52以及显像器53共同构成一成像系统50，用以显示上述眼底影像。

其中，上述照明系统40主要是通过上述光源投射装置30将检测光源投射至聚光透镜41及第一凸透镜42后，成像于上述环形狭缝板43，再由上述环形狭缝板43经由第二凸透镜44投射至反射镜45，另通过上述反射镜45改变光源方向，以上述第三凸透镜46将检测光线打入上述穿孔镜47上，最后上述穿孔镜47反射检测光线来照亮受测者眼睛20的眼底22以形成一摄像光路49，通过上述光源投射装置30、环形狭缝板43以及眼睛20瞳孔21为共轭面的设计，可精准控制成像到瞳孔21的光圈大小，进而避免受到光源投射装置30中不同发光器大小差异或位置偏差的影响。

上述成像系统50由上述接物镜48接收受测者眼底影像，并通过上述穿孔镜47的孔洞配合上述中继透镜51与聚焦透镜52的作用下，于上述显像器53上显示眼底影像与反射光线来构成一显像光路54。

此外，本发明照明系统40的反射镜45与第二凸透镜44之间进一步设有一对焦凝视装置60，请参阅图4及图5所示第一较佳实施例中，上述对焦凝视装置60于受测者眼睛20聚焦区域23形成一聚焦遮罩61(Focusmask)。

本发明聚焦遮罩61包含一裂像屏62、一位于上述裂像屏62外周的透光结构63以及四个凝视装置64；其中，上述裂像屏62配合上述聚焦透镜52形成一可改变焦距位置的裂像对焦手段，通过上述聚焦透镜52可选择性地将受测者眼睛20的聚焦位置24调整至对应上述裂像屏62位置；上述裂像屏62具有一设定大小的遮板621，上述遮板621上设有一透光的狭缝622，并在上述狭缝622的前排设两相对的棱镜623，如此即可通过狭缝622穿透检测光线，再经过棱镜623改变检测光线方向，在显像器53上产生出指示是否对焦完成的两个长方型影像。

上述透光结构63位于上述遮板621外周侧，用以供上述可见光发光器以及不可见光发光器投射的检测光线穿过。

上述凝视装置64分别位于上述裂像屏62的上、下、左、右四个方位，并在受测者眼睛20聚焦区域23的聚焦位置24上形成一凝视成像，使上述裂像屏62与凝视成像分别位于对应受测者眼睛20曲率的不同焦距位置，再配合上述检测光线的反差对比形成凝视目标，让受测者根据显示出的凝视目标将眼球旋转至特定需求角度。

于此一较佳实施例中，上述透光结构63设为一弧曲状结构，以对应受测者眼睛20曲率的不同聚焦位置24，且上述凝视装置64于上述透光结构63上嵌设一发光单元641，上述发光单元641设为一发光二极管(LED)，而上述凝视成像为一圆形光点。如此即可使上述发光单元641在裂像屏62对焦完成后，直接位于受摄者眼睛20的聚焦位置24，让发光单元641可直接投射出一清楚可视的凝视成像。

本发明在受测者进行眼底22检测时，先以上述不可见光发光器配合活动聚焦透镜52进行对焦凝视的校准程序，再由上述凝视装置64与上述可见光发光器相互配合使用，进行眼底影像的拍摄程序，让检测者可以取得各种不同角度的眼底影像。

本发明采不可见光的背景配合闪烁性的发光单元641，且各个凝视装置64可独立控制发光单元641的明灭，受测者可在黑底亮点的高对比情境下检测，更容易且舒适地注视凝视目标。

请参阅图6及图7所示第二较佳实施例，本发明透光结构63另可凸出于上述裂像屏62前方构成一阶梯状结构，上述凝视装置64在阶梯状结构上对应受测者聚焦位置24嵌设有一发光单元641，使上述发光单元641直接在聚焦位置24形成一凝视成像。

请参阅图8及图9所示第三较佳实施例，本发明透光结构63上设有复数个孔洞631，且上述凝视装置64分别在上述孔洞631中设有一透镜642，并在上述透镜642后方设有一发光单元641，而各个凝视装置64的发光单元641是由另一个对应透光结构643相互组接；在此一实施例中，各个凝视装置64的发光单元641通过对应的透镜642作用下，间接将上述凝视成像显示于裂像屏62前方受测者眼睛20的聚焦位置24。

请参阅图10及图11所示第四较佳实施例，本发明透光结构63上进一步设有一改变光线路径的反射面644，而上述凝视装置64于上述反射面644的光线路径上设有一透镜642，并在上述透镜642后方设有一发光单元641，其中，上述透镜642垂直组设于上述透光结构63的边界位置，且上述反射面644与透光结构63之间呈现45度倾斜，使上述发光单元641通过上述透镜642及反射面作用下，间接将凝视成像显示于受测者眼睛20聚焦区域23的聚焦位置24。

在前述四个佳实施例中，所述凝视成像的样态以及发光单元641的类型仅为方便举例说明之用，并非加以限制上述发光单元641设计，也即上述发光单元641也可依据检测需求设为灯管、灯泡或光纤其中一种结构。此外，所述发光单元641的造型除了图式显示的圆形样态之外，也可由设为由几何形状、文字、数字、字母、符号或图案的其中至少一种形式组合构成。

综上所述，本发明通过将凝视与裂像手段整合于受测者眼睛聚焦区域中，并让凝视成像与裂像屏分别位于对应眼睛曲度位置，使受测者在裂像对焦动作完成同时，凝视成像也位于清楚辨识的焦距位置，方便受测者观看以提升检测效果。此外，检测者可依据不同屈光度的眼睛进行裂像对焦调整，另可依据检测的不同需求，独立控制每个凝视目标的明灭，使受测者眼睛能够根据显示出的凝视目标旋转至特定需求角度。再者，凝视装置采用不可见光投射以及闪烁性的凝视成像，让受测者可在黑底闪点的高对比情境下检测，使受测者眼睛在不受刺激的情况下，更容易且舒适地注视凝视点。

以上所举实施例，仅用为方便说明本发明并非加以限制，在不离本发明精神范畴，本领域普通技术人员依本发明申请专利范围及发明说明所作的各种简易变形与修饰，均仍应含括于以下申请专利范围中。

Claims (12)

1.一种辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，包含：

一光源投射装置，投射检测光线来照亮受测者眼睛的眼底；

一照明系统，传输上述检测光线至受测者眼睛，并接收受测者眼底影像；

一成像系统，接设于上述照明系统，显示上述眼底影像；以及

一对焦凝视装置对焦凝视装置，于上述照明系统中受测者眼睛聚焦区域形成一聚焦遮罩，上述聚焦遮罩设有一裂像屏、一位于上述裂像屏外周的透光结构以及至少一凝视装置，上述凝视装置于上述聚焦区域的聚焦位置上形成一凝视成像，使上述裂像屏与凝视成像分别位于对应受测者眼睛曲率的不同焦距位置。

2.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述透光结构设为一弧曲状结构，以对应受测者眼睛曲率的不同聚焦位置，且上述凝视装置于上述弧曲状结构上嵌设一发光单元，使上述发光单元直接位于上述聚焦位置形成凝视成像。

3.如权利要求2所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述透光结构凸出于上述裂像屏前方构成一阶梯状结构，上述凝视装置于上述阶梯状结构上嵌设一发光单元，由上述发光单元直接位于上述聚焦位置形成凝视成像。

4.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述透光结构上设有复数个孔洞，上述凝视装置分别在上述孔洞中设有一透镜，并在上述透镜后方设有一发光单元，上述发光单元通过上述透镜的作用下，间接将上述凝视成像显示于受测者眼睛的聚焦位置。

5.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述透光结构上进一步设有一改变光线路径的反射面，而上述凝视装置于上述反射面的光线路径上设有一透镜，并在上述透镜后方设有一发光单元，使上述发光单元通过上述透镜及反射镜作用下，间接将上述凝视成像显示于上述聚焦区域的聚焦位置。

6.如权利要求5所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述反射面与透光结构之间呈现45度倾斜，且上述透镜垂直组设于上述透光结构。

7.如权利要求2至5中任一权利要求所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述发光单元设为发光二极管、灯管、灯泡或光纤其中一种。

8.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述凝视成像为几何形状、文字、数字、字母、符号或图案的其中至少一种形式组合构成。

9.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述光源投射装置包含一可见光发光器以及一不可见光发光器。

10.如权利要求9所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，当受测者进行眼底检测时，先以上述不可见光发光器进行对焦凝视的校准程序，再以上述可见光发光器进行眼底影像的拍摄程序。

11.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述成像系统中具有一配合上述裂像屏形成对焦手段的活动聚焦透镜，可选择性地将上述聚焦位置调整至对应上述裂像屏位置。

12.如权利要求1所述的辅助凝视对焦的眼底检测装置，其特征在于，上述眼底检测装置具有四凝视装置，且每一凝视装置的凝视成像分别位于上述裂像屏前方的上、下、左、右四个方位。

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