CN103491859B - 眼底相机系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种眼底相机系统及一种相关联的方法。该系统包括：(a)一个图像传感器，该图像传感器沿着一个眼底图像反射路径布置在该路径的下游端附近并且与这个路径中所携带的光进行光通信；(b)一个孔径，该孔径以该反射路径的长轴为中心，在该传感器的上游的一个位置与该传感器操作性地相关联并且相对于该传感器是静止的；以及(c)用于实现(1)在该传感器上的精确眼底图像聚焦并且另外实现(2)自动屈光的光学性光内容移位结构，该移位结构是选择性地可操作用于在布置于该移位结构的下游的反射路径的那个部分中产生仅与布置在该移位结构的上游的主路径的这个部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位。

Description

眼底相机系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月2日提交的之前提交的当前共同未决的美国临时专利申请序列号为61/448,342的名称为“低成本全自动眼底相机(Low-Cost Fully AutomatedOcular Fundus Camera)”的提交日优先权，通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本发明涉及一种眼底相机系统和方法。在以下本领域的讨论中，以及在所提出的关于本发明的说明中，单个词语“眼底”将会在大多数情况下使用，理解为所有此类参考均涉及眼底。

背景技术

眼睛的内部后表面被称为眼底，眼底包括视网膜、血管以及神经组织。许多系统性疾病连带眼病都会引起眼底外观的改变，因此，实际上所有的眼科检查以及大部分常规的身体检查都包括对眼底的观察。很多时候使用一种称为眼底镜的装置进行此类观察，即一种通过受试者的瞳孔为观察者提供一个放大的直观视图的手持装置。

不幸的是，有许多的因素限制了眼底镜检查的有用性。这些限制中主要的限制有：(a)大多数眼底镜具有相当差的光学分辨率，这是大大限制了可见的眼底细节的一个因素，(b)连续的眼球运动使得观察极具挑战性，(c)用于增强清晰度的图像放大的机会极小，以及(d)在一个检眼镜装置的使用中，没有创建检查的永久记录。

为了克服这些困难，在基本针对检眼镜检查装置的使用的功能置换的一个模式中，已开发出某些现有技术的相机系统和相关联的方法，这些系统和方法以各种方式工作，以便以但愿尽可能最好的方式捕获眼底的细节图像，从而以便使得能够进行各种条件下的更精确并且确信的检查，这些条件可以通过对眼底的一个清晰的图像进行观察而检测到。

发明内容

本发明通常将注意力集中在这种眼底相机系统和方法发展的相同领域，但却是按照一种提供改进的以及非常高的极其充分聚焦的图像精度的方式进行的，并且是在一种系统和方法中进行的，该系统和方法相对简单并且能够进行系统性地构造并且在方法意义上可以同相机设备以及相关的光学和电子(包括数字计算机)部件一起使用，出于种种原因，它们与在现有技术中已使用的部件相比，成本十分低，并且最终在眼底图像清晰度方面更精确。

在这种设置中，本发明特别地提供了在基于眼底的信息的视觉(以及其他的)呈现质量方面的显著的改善，该呈现质量在评估有关眼底条件的何种精确检测如此重要的各种类型的事件上是可用的。此外，本发明另外地提供了一种全新的执行精确的自动屈光的途径。

正如将要看到的，本发明的一个与其结构及其操作优势高度相关的重要特征就是被称为光移位结构、或光学性光内容移位结构的一种系统地所包含的存在，这种结构尤其(a)大大地简化和减少了设备成本，(b)增强了所获得的眼底图像的聚焦清晰度和精确度，(c)容易地使得能够获得与呈现立体眼底图像，并且(d)对于本发明上面提到的自动屈光的能力是极为重要的。

因此，从一个结构的观点，本发明提出了一种眼底相机系统，该眼底相机系统对于一位受试者的眼睛中的光照明的眼底是可用的，并且包括一个狭长主光路，该主光路在该系统的工作条件下从一个人眼的下游延伸并且携带来源于该眼底并具有其反射图像的眼底反射光，这种系统包括(a)一个图像检测传感器，该图像检测传感器沿着该主路径布置在该眼睛下游的一个位置处与该路径中携带的眼底反射光进行光通信；以及(b)与该传感器操作性地相关联的结构，该结构在该眼睛的上游用于将包含边缘部分的光学对比图像引入从该眼底反射的光之中，该光学对比图像具有至少一个对比边缘部分，而该对比边缘部分在该眼底反射光中的空间部署是独立于眼球运动的。

从另一个结构的观点，本发明的特征是一种眼底相机系统，该眼底相机系统在工作条件下包括：(a)沿着一个狭长照明路径对一个受试者的眼睛中的眼底进行照明的光源结构，(b)一个狭长主光路，该主光路具有上游端和下游端以及一个长轴，该主光路从该受试者的眼睛的下游延伸、并在沿着其长度的下游既携带了表现为似乎瞳孔是其光源的光也携带了从该眼底反射的并且携带有该眼底的一个图像的光(在此还被称为眼底反射光)，(c)一个图像检测传感器，该图像检测传感器沿着该主路径布置在该眼睛下游的一个位置处与该路径中携带的眼底反射光进行光通信，(d)一个孔径，该孔径同样在该主路径的长轴上定中心、在沿着该主路径在该传感器上游的一个位置处与该传感器操作性地相关联并相对于所述传感器是静止的、被定位在那里以便与该主路径中携带的传感器进行光通信，(e)分辨性光内容移位结构，该移位结构相对于该孔径中心地布置在沿着该主路径的长轴的上游处，该移位结构是选择性地可操作用于在布置于该移位结构与该孔径中间的主路径的那个部分内产生仅与布置在该移位结构的直接上游处的主路径的这个部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位；以及(f)横穿该照明路径选择性地可放置的结构，用于将包含边缘部分的光学对比图像有效地引入从该眼底反射的光之中，该光学对比图像具有至少一个对比边缘部分，该对比边缘部分位于相对于该移位结构可产生的跨轴向移位的方向上的一个角度上，并且在该眼底反射光中其空间部署是独立于眼球运动的。

从更进一步的结构的观点，本发明提出了一种眼底相机系统，该眼底相机相对于一位受试者的眼睛中的光照明的眼底是可用的，并且包括合作性的系统性元件(a)一个图像检测传感器(优选地，电子的)，该图像检测传感器被中心地布置成沿着从一个受试者的眼睛的下游延伸的一个主路径、并且与该主路径的下游端相邻、用于接收一个该被照明的眼底反射的图像，(b)一个通过眼底图像(到达该传感器)的孔径，该孔径在该传感器上游的一个位置处在该主路径的长轴上定中心、并且显著地与该传感器相对是静止的，以及(c)分辨性光内容移位结构，该移位结构被适当地布置于该传感器的上游，选择性地可操作用于在布置于该移位结构的直接下游处延伸的主光路的那个部分内产生仅与刚好布置在该移位结构的上游的主光路的那个部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位。

辨别性相对跨轴向的光流(光内容)移位的概念指的是光移位结构“在移位的意义上”辨别准直光和非准直光的能力。

本发明的系统(以一种更加具体的方式对其进行思考)另外包括一个适当地(常规地)算法编程的数字计算机，该计算机操作性地连接到所选择的系统元件上，包括被适配成从其接收传感器检测的图像的传感器。通过包括这个如此参与的计算机，任何由该光移位结构产生的相对跨轴向移位(然后由该传感器并且通过该传感器同样由所连接的计算机检测该移位)会导致该计算机用一种方式对检测到的光移位进行响应，该方式在精确的计算机控制下被设计成通过某些系统光学调整将布置在该移位结构上游的主光路的这个部分携带的非准直眼底反射光的存在最小化。这种最小化行为准确地发挥作用以在该传感器上实现眼底图像的显著清晰的聚焦。检测到的光移位的数量和方向将必要的、相关的、眼底图像聚焦校正信息提供给该计算机。

在本发明的优选并且最佳模式实施例及实践方式中，该光移位结构采用我们称作平行平面移位器的形式，一片扁平的(即有一个平面)平行扁平相对侧的光学透明玻璃(本文中其具有选定的大约12.5毫米的厚度，及直径大约1英尺的环形的、周长轮廓)。如果根据其他可供用户自由选择的系统设计特征希望的话，也可以选择采用其他的尺寸和形状。此平行平面移位器在本文还指一个辨别性光内容移位结构、一个光学性光内容移位结构、及一个可运行来产生相对的、跨轴向的、光流移位的某个特性的装置，稍后在文会中对此做出解释。

还有如上文概括讨论的本发明的系统的其他有趣的、并且在某种程度上相关的结构方面，及与本发明的系统相关联的结构的、附属的考虑，例如一些本质上涉及相对于眼睛的手动(适当时)及在计算机控制下两者的光学元件定位和追踪。这些其他问题中的许多都关系到多种对本发明新提供的系统内部光学特征并非关键的常规实践，因此，在本发明的详述说明中的适当点提到时并不特指本发明的元件。因此，这些其他问题除了对其进行简单参考及被认为是可以用多种方式实现外都留作相关领域对其有知识的常规技术人员“手中”进行适当的系统实施。

从一个操作的角度，本发明提出了一种眼底成像相机方法，该方法相对于一位受试者的眼睛中的光照明的眼底是可用的，以便将包括在来自该眼底的一个狭长反射光流中的该眼底的一个精确聚焦的图像应用于一个图像传感器，此方法包括以下步骤：(a)在该反射流的一个限定的部分中并相对于这个流的长轴分辨性地仅将存在所限定的部分中的非准直光进行跨轴向的光流移位；并且(b)通过执行一种防止关于这种反射所携带的眼底图像内容自身的任何此类移位的操作来实现眼底图像的聚焦。

从另一个操作的角度，本发明申请保护一种用于成像的眼底相机方法，包括(a)通过外部照明以及在该眼底上的投影来放置一个对比图像，该对比图像具有一个对比边缘，该对比边缘的空间位置是独立于眼球运动的，(b)通过这种放置，在一个主外部光路中建立一个来自该眼底的反射流，该反射流包括该对比边缘的一个图像，该图像取决于正确的眼底聚焦的存在或缺失而将对应地被包括在或者准直或者非准直光之中，并且(c)通过做出一种调整来实现正确的眼底聚焦，该调整在所提及的主光路区域中确保其中所携带的该对比边缘图像内容存在于准直光之中。

从更进一步的操作的角度，并且相对于本发明的自动屈光能力，本发明提出了一种眼底相机的方法，该方法包括以下步骤(a)沿着一个具有长轴的主光路对一位受试者的眼睛中的眼底进行照明，(b)通过这种照明建立一个来自该眼底的光反射，该光反射在一个反射光流中从该眼底通过瞳孔向外流出，该反射光流沿着该主光路的长轴从该眼睛指向下游(c)分辨性地并且以一种相对的跨轴向移位的方式在沿着布置在该眼睛下游的该主光路的一个位置处仅将包含在所建立的反射光流中的任何非准直光移位，(d)检测任何此类移位，并且(e)以一种设计成辅助执行自动屈光的方式来利用任何检测到的移位。

本发明的实践另外地以眼底图像聚焦相机方法为特征，该方法可表述为包括：(a)沿着一个狭长照明路径对一位受试者的眼睛中的眼底进行照明，(b)通过这种照明建立一个来自该眼底的光反射，该光反射在一个反射光流中从该眼底通过瞳孔向外流出，该反射光流沿着具有长轴的一个狭长主光路从该眼睛向下游前进，(c)分辨性地并且以一种相对跨轴向移位的方式在沿着布置在该眼睛下游的该主光路的一个位置处仅将包含在所建立的反射光流中的任何非准直光移位，(d)检测任何此类移位，并且(e)以一种设计成将在该反射光流中存在的非准直光最小化的方式来利用任何检测到的移位。

稍微具体地评论本发明方法，优选通过一个可旋转的平行平面移位器在所提到的主光路的长轴上的所选择的旋转来进行所提到的移位，该移位器放置在相对于垂直于该主光路的长轴放置的平面的一个适中的角度(例如大约9度)。

更具体地，本发明的方法进一步包括：以一种非移动地在该主光路的长轴上定中心的方式、在沿着不同于布置所提到的平行平面移位器的那个轴的另一个位置处(此另一个位置位于该移位器位置的下游)，对该反射光流的一部分进行孔径作用，并且在发生孔径作用处的下游、并且在所提到的检测发生的位置处，通过以电子方式对该经过孔径作用的光流部分进行感测来执行这种检测，其中以最小化该反射光流中的非准直光的存在为特征的步骤包括使用该执行电子感测的结果(通过计算机行为)。在此引入和采用动词术语“孔径作用”的意思是指引导一个光流穿过一个定义的光学孔径(如在相机中)的行为。

相对于该主光路的长轴，非移动性根据本发明结合辨别性光移位行为执行孔径作用，以及平行平面移位器的使用都是重要的发明特征—眼底成像进步—尤其允许使用廉价电子(数字)相机设备进行光学图像感测和图像呈现。

如上文概括解释的，该反射光流中的非准直光的存在的最小化影响经过孔径作用的光流在发生感测的位置的聚焦，以便得到该照明的眼底的充分聚焦的图像。

本发明当然存在其他的方法特征，参考附图阅读本发明的详细描述，这些其他此类特征连同本发明的上述及其他系统结构特征将变得更为完全明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选及最佳模式实施例构建的眼底相机系统的侧立面视图的形式的局部框图/示意图，该系统被设计成实践本发明的关联方法，并在相对于受试者的眼睛(示意性地画在邻近本图的右侧)的适当位置中展示。本图中所展现的部件、及其之间的相对位置、示意性展示的人眼、及各种角度不一定是按比例绘制。

图2是图1中的所示的邻近右侧的系统的一部分的放大细节，该系统聚焦在其中的区域上，该区域包括所展示的眼睛及某些光学光流线，这些光流线显示为在本图中的眼睛内延伸，并直接邻近眼睛左侧向外放置。对于这些光流线采用区分的对应的线符号以便阐明它们如何单独地在眼睛的内部和外部之间“通过”并继续。

图3是简化的局部框图/示意图，展示了包括在图1的系统中的允许某些动作的结构，该结构在一个操作性连接的电子计算机的控制下以不同的具体方式可移动，以便协助所有系统元件正确地相对于受试者的眼睛的定位，以及另外地实现将要投影在该系统中的眼底图像的准确聚焦到一个电子光学传感器或电子装置上，比如常规电子数字相机中的CCD传感器。

图4是从眼睛前方视角展现的放大的、简化的、风格化的及示意性的图示，总体沿着图1中的线4-4取得，并且示出了眼底照明的眼睛光输入方面和包括照明建立的眼底图像反射的若干条件，特征在于图1的系统的不同的、具体的眼底成像操作—在眼底图像聚焦的过程中以及自动屈光过程中都发生的操作。

图5是在比图1中采用的更大的比例上画的局部视图，展示了一个图案化标线，该标线是根据本发明的某些实践采用的，以便在某些环境下建立一个有用的对比图像图案，作为在受试者的眼底上的投影，被设计成帮助精确的眼底图像聚焦以及其他。

发明详述

以图1至图3开始，包括在这些图中，总体上在10处标明的是根据本发明的一个优选和最佳模式实施例构建的眼底相机系统。在图3中，系统10用虚线局部地表现出来。

接下来进行更全面的解释，系统10包括一些互相作用的光学元件或部件，几乎所有这些部件作为个体在构造上和操作特征上都是完全常规的。我们认为，这些部件可以合并在本发明的系统的修改实施例中，并正确地以协作的方式结合，这些部件拥有多种被认可的、现成供用户选择的、及完全满足要求的光学特性，这些特性单独对于本发明的成功实现不是关键。因此，除非到了确信对于传达系统10是怎样运行的清楚理解是必要的程度，将不对这若干个元件的详细信息加以讨论。相反地，我们将适当地依赖光学领域的常规技术人员的知识和技能、及下文描述的充分提供信息的对系统10的操作性描述，这些足以使本领域技术人员能够建立和使用所展示的系统。在此环境中，并且加强刚刚上文讲到的，我们认为在此处所展示的这些元件各自的具体尺寸和特殊光学特性可以在于完全可用的特性的范围之内，并且我们完全认识到这样的特性及其合适的范围将会完全在本领域技术人员的知识和技能范围内。

图中所展示并且现在正在描述的本发明的实施例中，所有的包括在系统中的光学元件(称为系统10的光学部件内容)被适当地安装/支撑在一个多轴的、位置可移动/可调整的主框架12上，该主框架在一个适当地算法编程的数字计算机14的控制影响下可以通过适当常规设计的适当步进发动机结构16(可以包含多个发动机)的操作位置地和可逆地在三个常规正交轴的任意一个或多个上或周围移位和调整(按要求平动地和旋转地)—此发动机结构被适当地和常规地驱动连接到框架12上，如虚线18所指示。计算机14和发动机结构16之间存在的相关的、操作的、控制连接由单箭头指向的线20表示。这三个刚刚提到的被认可的正交轴由图3中的方框中的22处表示，该方框表示发动机结构16。框架12通常被适当地支撑以允许对所支持的系统10部件的所描述的空间上、位置上的调整。

稍后将更充分的说明，发动机结构16的调整框架12的空间位置及其携带什么的操作是为了首先正确地将所有光学元件作为一个系统单元相对于要进行眼底检查的受试者的眼睛(比如包括图1至图3中24处所画眼睛中的眼底24a)定位在系统10中。眼睛24的角膜在24b处标示，并且其瞳孔在24c处标示。图2中24d处所示是眼睛24的垂直中心线(水平画出)。在这三幅图中，系统10展示在以相对于眼睛24的正确放置的工作条件中。

稍后将更全面地解释，组成系统10的光学部件内容的一部分的某些光学元件、及相对于将眼底图像正确地聚焦在系统中包含的光学传感器上的功能动作(移动动作)的元件都被具体安装在一个子框架26上(见图1中以虚线而图3中以实线)，该子框架26被恰当地携带在框架12上以便相对地、可逆地在此框架上平移(如通常由图1及图3中双头箭头28指示的)。与其若干安装的光学部件一起在此统称为聚焦组件26的子框架26的这种平移运动发生在一个合适的常规的步进发动机结构30的驱动影响下，该步进发动机结构30通过其与子框架26之间建立的用虚线32描绘的驱动连接驱动性地连接。发动机结构30的操作通过操作性控制连接来控制，这种控制连接用在其与计算机14之间延伸的箭头线34表示。

现在特别将注意力转向图1，概括地讲，可以将系统10视为具有三个光学分支，包括一个眼底照明分支10A、一个主反射流分支10B、及一个系统初始定位分支10C。分支10A中包括的系统部件负责对有待检查的眼底进行照明。分支10B负责接收反射自受照射眼底的光，并对该光进行精确的聚焦和引导以将眼底在一个图像传感器上成像。分支10C负责确保在眼底成像检查的开始对系统10的整体光学内容相对于有待检查眼底的眼睛正确定位。

对于这些分支中包括的某些部件(多个光源、一对特别的发动机结构、及数字相机里的多个图像传感器)，为了不让图1因为画线而变得更拥挤，在图中用一个简单的括弧14A来表示多个相关的、操作性的控制及这些部件与计算机14之间的多个数据收集连接。将会稍后在本文中对这些如此表示的没有单独展示的连接加以描述。

包括在眼底照明分支10A中，在下游前进的意义上光学地连续地并且从上游端开始的是两个狭长LED光源36、38，在图1中用大圆点表示，而这两个光源被集合起来称为光源结构；一对中心狭长的有缝隙的孔径盘40、42，其各自有一个狭长的中心的矩形缝隙孔径分别与光源36、38相关联；一个二色性反光镜44、一个圆周形双合透镜46、一个位置可调的阴影图案标线48，在此处也称为一个用于引进来自眼底的反射光(称为眼底反射光，其携带了眼底的反射图像)的结构；我们称作包含边缘部分的对比图像，至少具有一个对比边缘部分(该标线可以在该狭长的与系统分支10A关联的光照明路径50(或仅仅照明路径))、一个反光镜52、另一个与透镜46尺寸和光学设计相同的圆周形双合透镜54、一个分束器56、和一个光阱58。

除图1之外现在再参照图2，可见与照明分支10A光学地中心地相关联的照明路径50可以是本质上被称为多角的，在这个意义上，关于提供眼底照明，该照明路径包括三个主要的、有角的部分，这几部分沿着路径50向下游前进，并按顺序指定为50a、50b、50c。在图1中表示路径部分50a、50b、50c的线也表示这些路径部分的对应的长光轴。特别需要注意的是，关于在图1和图2中所画的这三个路径部分，路径部分50a是水平的，路径部分50b急剧地向下倾斜到图中右侧(相对于路径部分50a)，并且重要地，路径部分50c也是水平的且被特别放置以便其向眼睛24的瞳孔24c的较低部分延伸。路径部分50c对于眼底照明的“瞳孔下部”眼睛接触条件对光怎样进入眼睛起着重要的作用。特别值得注意地，对于刚刚提到的眼底照明，“进入眼睛”的陈述是指路径部分50c不与即将描述的与反射流分支10B相关的中心光轴重合，而实际上是有意地置于其下方。

光源36、38中的每一个都有一个三管芯线性组装的狭长配置，并且具体地，这种配置长度大约3mm(经测量，基本上垂直于图1中的平面)，宽度大约为1mm(经测量，基本上垂直于图1中的平面)。在这样的设置中，在每个光源中每个LED管芯都是正方形周长外围，其侧面尺寸大约为1mm。在图1中，光源36的较小(宽度)尺寸基本上“竖直地”延伸，而光源38的较小(宽度)尺寸在本图的平面内基本上“水平地”延伸。通电/运行时，这些光源中的每一个产生及从中伸出一束狭长1×3mm的“光带”。

光源36是一个红外的或一个简单的红色光源，该光源在波长大约850(约±30)nm下运行；而光源38是一个绿色光源，该光源在波长大约为540(约±30)下运行。将这两个光源独立地而且是在不同的时间在计算机14的控制下通电并运行(如稍后要说明的)，并因此，对应的适当操作性控制连接(由之前描述的括弧14A表示)在这两个光源与该计算机之间延伸。

分别被布置在相对于光源36、38的孔板40、42中的多个狭长的矩形的中央狭缝孔径或多个狭缝优选地与它们对应的、相关联的光源隔开仅有零点几毫米的距离，并且，(a)被布置成使它们的长轴基本上平行于多管芯组合的光源自身的长轴，并且，有效地(b)与这些光源“对准”，这样使得用光源看穿它们的分别相关联的狭缝孔径，这些孔径基本上完全地暴露于它们“后面”的光源。

如图1中清楚地示出，光源36、38正交地投影，即沿着对应的、正交地布置的轴(未标出)朝着光学地构造的分色镜44的相反侧，来自光源36的红外光基本上是自由地穿过分色镜，而从光源38射向分色镜的光不穿过它而是进行反射。当存在时，来自这些光源的光沿着照明路径50(图1的右边)向下游流动。以下将在此做出更充分地解释，且如上刚刚所提到的，光源36、38被独立地且在不同时间操作，且因此，来自这两个光源的光不同时沿着路径50被引导。相对于分色镜44和照明路径50的这两个光源的阵列，使得从分色镜44从这些光源下游沿着路径50有效投射的狭长的光“带”周长上相一致且直接重叠，它们彼此以一种匹配的方式被同时投射。

从分色镜44，来自光源36、38的光在照明路径50中向下游流动，并且具体地是在照明路径部分50a中，流动穿过透镜46，穿过由图案标线48已占用的/可占用的区域，流到反光镜52，光在图1中从反光镜52向下有角度地反射到照明路径部分50b中，其后穿过透镜54，然后到分束器56的朝上的一侧(图1中)，来自该分束器的一个百分比部分被导向有角度地旋转的照明路径部分50c并且沿着其到达眼睛24中的瞳孔24c，并且其他的百分比部分在其照射到该分束器的另一侧上穿过这个分束器，且在光阱58处被其吸收。

透镜46、54在此具有大约32mm的直径以及多个清晰的圆形孔径，各自具有更小的直径。透镜46距光源36、38中的每一个被布置在其后焦面距离处，且透镜54距瞳孔24c位于其后焦面距离处。这两个焦面的大小是一样的。透镜46将来自每个光源到达其上的光准直。标线48距透镜54位于前焦面距离处，将在下面朝该标线的结构和操作进行简要描述。

结合图1和图2考虑图4，位于照明路径部分50b、50c的角度交会处的分束器56以如下方式成角度，这种方式使得来自光源36、38中的一个或另一个的眼底照明光带被投射到眼睛中，穿过瞳孔沿着路径部分50c的轴，以便通过照射眼睛来照明眼底，如通常在图4中57处所示的，并且具体地，水平地邻近眼睛瞳孔的下部，比如瞳孔24c所示的下部。将有待检查的眼睛相对于系统10中的光学元件部分正确地放置，如之前所提到的对于此处的眼睛24正确的条件，源自刚刚所提到和图4中所示的光带的眼底照明光将正如图4中所示进入眼睛，并且将正确地照明眼底。关于如图4中所描绘的光带/眼睛“照射位置”的放置的这个照明条件大大地将从角膜反射的光的光波干扰的可能性最小化，并且此外，在分支10B的光路内没有任何不需要的照明光内容的情况下允许沿着反射流主分支10B的轴进行眼底图像的观察和捕获。之前提到的对照明路径部分50c的中央轴的低布置对这个条件负责，并且在图4中，这个路径部分的轴在曈孔的位置具有其具体的“照射位置”，适当地如50c那里的交叉标记。

现在把注意力转向与图1相关的图5，在此标线48采用圆形光挡板48a的形式，该光挡板具有一个大约32mm的直径并且包括由多个小的(大约2mm直径)圆形孔径(比如48b处所示的孔径)组成的一个预定的、尽管不是关键的图案。标线48还包括一个侧面上延伸的臂48c，该臂适当地以此方式安装以便在两个不同位置或条件之间可逆枢转，或以另一种可逆移位的形式(如图1中双箭头49所示)，在其中的一个位置或条件中，该臂被大体上布置成从中心穿过照明路径部分50a(如图1中所描绘)，并且，在另一个位置或条件中，该臂被完全摆离，这样使得它不会打断照明分支中的照明光流。当标线在其所提到的第一个条件下时，其作用是在正在被检查的眼睛的眼底上投射出一个高度对比图像的阴影图案，从而有效地与板48a中的圆形孔径的图案匹配。它这样根据本发明的优选实践做的目的是为了建立高度对比边缘部分(至少需要一个)，这些边缘部分起的作用(将会被简要描述)是帮助在相机传感器上建立眼底图像的精确聚焦，该相机传感器仍有待于描述和讨论。对于在刚刚所提到的传感器上实现眼底图像的精确聚焦是重要的，由标线48在眼睛的眼底上形成的对比图像在空间上是稳定的，在这个重要意义上，它的空间位置与眼睛运动无关。

系统10相对于标线48在此所包括的(但未在附图中具体示出)是一个适当的发动机结构，该结构可操作的用来对所描述的标线的位置/条件进行移位。这种发动机结构在计算机14的控制下通过适当控制连接被操作，该控制连接包括之前所提到的括号14A示意性表示的计算机相关联连接的集合。

现在主要把注意力转回到图1，反射流主分支10B具有一个光学地中心的狭长主光路59，该主光路具有一个长的无角度的中心轴59A。路径59从它的上游端延伸到它的下游端，如图1中所示，系统10在相对于眼睛24的正确工作条件下，该上游端位于眼底24a处，该下游端在一个位于其内部并且形成有待描述的位于图1左侧附近的常规数码相机的一部分的电子图像传感器处终止。光路59携带所提到的源自且具有眼底的反射图像的眼底反射光。值得注意的是，且可以在图1、图2和图4中得知，该光路59轴59A(其在此“接合”瞳孔24c)从路径部分50c的轴以及其上被隔开。在图4中，该轴“接合”位置用一个大点来展示。除了携带眼底反射光(如刚刚所提到的)之外，光路59贯穿其整个长度还携带表现为似乎瞳孔是其光源的光，比如眼睛24中的瞳孔24c。

以下游的方式沿着光路59在分支10B中从它的上游端向它的下游端前进，分支10B包括：光学地顺序地先前提到的分束器56；又一个圆形周长双合透镜60；一个分束器62；另一个圆形周长双合透镜64(第四个包括在系统10中)，该装置在此之前描述为一个平行平面移位器66(故意地、有角度地且等度规地示出)，也被称为分辨性光内容移位结构选择性地可操作用于产生相对于图1中照射在其右侧、上游侧非准直光的跨轴向的光移位；以及包括内部多元件透镜结构68a、圆形孔径68b、以及电子图像传感器、或图像检测传感器68c比如CCD传感器的一个常规的单色数码相机68。透镜60、64大小相同，且光学特征与透镜46、54相同，且因此，在此选用的这四个透镜全部具有相同的焦距。相机68是上面所提到的“仍有待描述的”常规数码相机，以及带有传感器68c的光路59端的下游端。沿着长轴59A看着相机68，从图1中相机的右侧的角度，从相机68外部，孔径68b看上去好像具有一个大约2mm的直径。相机68可以被认为是一个具有固定的几何结构的相机，在这种意义上，相对于其在系统10中发挥作用的方式，它的任何一部分都不移动或不需要移动，并且，特别是关于在相机的图像传感器上建立眼底图像的精确聚焦的问题。

特别重要、值得注意的，关于相机68的这个“固定的几何结构”性质事实上是用于捕获包含于反射流分支10B的眼底图像，分支中需要的且相关的“图像捕获”孔径(68b)相对于分支中的图像接收传感器(68c)是静止的。与采用在孔径68b的功能位置处空间地移动孔径的现有技术眼底相机系统相比，本发明的这个重要特征有助于大大简化本发明的系统。

传感器68c通过适当的数据流连接与计算机14适当地相连，用于图像数据传送以及图像显示目的，该数据流连接在括号14A所表示的这些计算机相关联连接之中。

分支10B内的系统元件64、66、68是若干系统光学元件(之前讨论过)，这些光学元件安装在之前所提到的平移地可调节子框架26上。

随着照明光在分支10A中从光源36、38其中之一沿着照明路径部分50c流向眼睛24，穿过眼睛中的瞳孔(如上面关于图4刚刚描述)的照明光落到眼底，其在此照射眼底的一个区域，该区域的形状是透镜54的清晰孔径，从而在眼底上建立一个光盘。来自眼底的这个受照明区域的一些光通过瞳孔基本上是沿着光路59的长轴59A被反射回去。

该反射光的一个适当部分穿过分束器56、穿过透镜60、穿过分束器62、并且穿过透镜64。如此流动的光(如同沿着路径59的反射光)不仅包括携带被照明眼底的图像的反射部分而且包括(如之前所提到的)表现为似乎瞳孔24c是其光源的一部分。

透镜60将在这个流中表现为似乎瞳孔是其光源的光部分准直，瞳孔位于透镜60的后焦面上，且这个准直的“瞳孔”光部分之后经过下游到达并且通过透镜64。透镜64有效地未准直“瞳孔”光，且对其进行成像，且因此对瞳孔进行成像，非准直光通过平行平面移位器，照射在相机68的孔径68b上。在现在正在描述的该系统中，瞳孔的这个被投射的图像的大小将比孔径68b的开口要大。

如果我们假设当前的讨论旨在眼睛24没有屈光不正，意思是位于距离眼睛无限远的一个物体将会在其眼底上突出聚焦，这个条件的结果将是当这个眼底反射光向外穿过瞳孔时，从眼底上的各个点被向外反射的光(眼底反射光)将会被眼睛的光学器件准直。在这些情况下，从这个眼底反射光，透镜60将在其位于透镜60与64之间的某处的前焦面距离处形成眼底的一个空间像。

如果我们作进一步的假设，以当前讨论为目的，透镜64刚刚所提到的眼底的空间像被布置其前焦面距离处，透镜64将准直来自眼底的反射光，且将其引导向下游通过平行平面移位器66，朝向并通过相机68中的孔径68b，并且指向眼底图像将正确地聚焦的图像传感器68c上。孔径68b位于透镜64的后焦面上。

在分支10B中继续，平行平面移位器66被支持用于相对于系统10中其他部件的移动，并且具体是以如下方式被支持，该方式使得其平面(如之前在此所提到的)在任何情况下都被布置在大约9度角处，或者相对于将垂直于轴59A的一个平面倾斜的，且在轴59A上并且绕其旋转到不同的旋转位置。因为这种有角度的安装以及轴向旋转，该平行平面移位器的条件在此还被称为平面倾斜移位器，如果继续绕轴59A进行，它的旋转移动(如刚刚已描述)将引起移位器出现摆动。在附图的图1中，所示的平行平面移位器示出在一个定向上，由此与该移位器的旋转轴相一致且垂直于其平面的一条线(未示出)位于(a)包含轴59A、(b)垂直于图1、以及(c)具有一个“距观察者最近的”部分的平面，该部分相对于图1的平面朝向观察者并且在这个图的平面移位器的左侧上延伸。

平行平面移位器的旋转运动在计算机14的控制下并且通过一个适当的、常规的驱动发动机(未示出)执行，该发动机适当地、驱动性地连接到这个装置上。设置在计算机14与这个驱动发动机之间的控制连接在括号14A所表示的多个连接之中。

将简要地描述涉及在本发明的方法的实践期间的平行平面移位器绕轴59A的旋转的具体操作。至少在初始时，特别重要地需要了解的关于平行平面移位器的光学行为(关于在轴59A上的旋转位置以及绕轴59A的旋转位置)是(a)该移位器在所有情况下运行，无论是静止的还是旋转的，以产生在此称作并且以上已经被称作照射在其上游侧上的所有非准直光的相对于轴59A的并且在其面朝相机68中的孔径68b的下游侧上的跨轴向的移位，该上游侧是面朝透镜64的那侧。这是仅影响非准直光的一种分辨性操作。换句话说，准直光不是这样移位的。这在系统10中的意思是，在所有操作情况下，表现为似乎瞳孔是其光源并且来自透镜64的下游的光中瞳孔的图像在非准直条件下且从平行平面移位器的上游将通过孔径68b的平面上的平行平面移位器一直可移动地被成像。由于孔径68b的存在，在传感器68c上产生的图像将仅仅由光来形成，这个光通过直径是2毫米的一个圆形区域离开眼睛的瞳孔。

关于平行平面移位器的光学行为，从以上讨论中可以明显看出，随着这个平面倾斜移位器绕轴59A在任意两个不同的旋转条件之间旋转，携带在照射在移位器的上游侧的非准直光(比如表现为似乎瞳孔24c是其光源的光)中的任何图像将可移动地、横向地穿过孔径68b被移位，并且将通过孔径将会被看见，在传感器68c上的2mm直径内呈现，作为该传感器进行的一个图像位置移位，然而，携带在照射在平行平面移位器的上游侧的准直光中的任何图像相对于孔径68b将不会被移位，并且，通过孔径将会被传感器看成是位置上稳定的直径为2mm的图像。

回想标线48当横穿照明路径部分50a时准备在被照明的眼底上建立多个高对比图像边缘部分，并且回想标线在此具有用于完成这项任务的圆形孔径，由于孔径的圆度，这些孔径将有效地产生多个“眼底携带的”对比边缘，这些对比边缘在最终投射在相机孔径68b上时同时位于每个可能的2维方向上，如果标线如此放置以便建立这个刚刚所描述的边缘对比条件，那么在阴影图案眼底的非准直图像照射在平行平面移位器的上游侧的情况下，如果平面移位器绕轴59A在任何两个不同的旋转条件之间旋转，由标线在眼底上产生的一个高对比边缘部分将会被传感器68b清楚地看成是位置上移位的、移动的图像。下文将会说明，该眼底上的这个边缘对比阴影图像的清晰度不是决定性的，仅仅是其存在及其内容以至少一个高对比边缘为特征，该高对比边缘将与由刚描述的平行平面移位器产生的任何跨轴向的移位的一个方向上成一个角度。是这个可检测的、对比边缘移位现象(将在下面讨论)形成了用于尤其是实现传感器68c上眼底图像的精确标线辅助聚焦的基础。

在这个点上把注意力具体转向图4，在此所示，大圆圈内表示瞳孔24c的是三个小圆圈，其中两个以虚线示出在78、80处，并且其中第三个以双点虚线示出在82处。圆圈78、80竖直定中心地位于彼此相切的水平虚点线84上彼此相邻，并且此虚点线与表明轴59A与瞳孔“接合”的地方的点的标注的大点相切。同样与这个标记为59A的点相切的圆圈82被布置成稍微朝上，且在这个点的右边，沿着另一条穿过该点的虚点线86定中心，且相对于线84以一个锐角α延伸。

这三个圆圈或圆形区域表示来自眼底的反射光的三个不同位置部分，并且该反射光沿着路径轴59A穿过瞳孔，并穿过透镜60、分束器62、透镜64、以及平行平面移位器66，该反射光的这三个位置部分将会根据在轴59A之上及其周围的平行平面移位器的位置在传感器68c上被成像。相对于轴59A，随着平行平面移位器在不同的旋转条件/位置时，系统10的结构以如下方式被组织和确定大小：所有此类“附图可表示的”圆形区域(如刚刚所说明的)表示眼底图像内容，该眼底图像内容将会通过平行平面移位器和孔径68b被投射到传感器68c上并且将会与图4中59A处所表示的点相切，并且取决于平行平面移位器位置以不同的角度位置围绕这个点。被这些“眼底图像反射”圆圈的重叠位置所定义的该眼底的“合成的”(较大的圆形)区域有间隔地位于入射照明光带之上，并且因此(如之前在此所提到的非常重要的)形成了反射有关的输出眼底图像总穿过瞳孔的一个不同区域，而不是照明光所穿过的那个区域。

在这一要点相对于平行平面移位器的非准直光的移位加强以上刚刚给出的某些光移位描述信息，情况总是瞳孔的整个图像将被这个平行平面移位器横穿孔径68b所移位，且取决于瞳孔的图像的移位位置，传感器68c将看见整个被照明的眼底图像被从在孔径68b的平面的位置处的瞳孔图像的整个区域的一个小圆形区域绘出，如图4中以圆圈78、80、82所表示的区域。

随着在该旋转条件下的平行平面移位器66在图1中对其进行了说明，将被呈现给孔径68b以及从其中穿过到达传感器68c的该瞳孔图像的该小圆形区域是该瞳孔图像的在图4中用78标示的小圆形区域所表示的区域。在一个将进行非常简短地详细描述的精确聚焦过程中，图1对该平行平面移位器在轴59A上绕其进行180度旋转的情况进行了图示，并且在这种情况下，将呈现给孔径68b以及穿过其到达传感器68c的该瞳孔图像的区域是该瞳孔图像的在图4中用80标示的小圆形区域所表示的区域。在该平行平面移位器的所有其他旋转条件下，该瞳孔图像的其他小圆形区域如图4用82所标示的区域将被直接呈现给孔68b用来在传感器68c上进行投影。

现在完成该系统10的结构的描述，系统定位分支10C包括一对常规的单色数码相机70、72，与相机70、72分别相关联的一对透镜74、76、前面所提到的分束器62、前面所提到的透镜60以及前面所提到的分束器56。旨在被该“竖直”分裂线指示，该分裂线在图1中形成所标示的相机70、72之间和所标示的透镜74、76之间的“划分”，相机70及其相关联的透镜74作为位于图1的平面上方来理解，即相对于图1的平面朝向观察者，以及相机72和与其相关联的透镜76作为位于图1的平面下方来理解，即相对于图1的平面离开观察者。相机70、72包括电子图像传感器(未示出)，为了图像数据传送和图像显示目的，该电子图像传感器通过适当的对应数据流连接被恰当地连接到计算机14，该数据流连接也位于括号14A表示的这些计算机相关联连接中。

系统10的分支10C中的这些部分以及它们如何在该系统的操作中起作用，也将会立刻进行充分地讨论。

在已经给出的该说明书的大部分中，对于基本上关于(a)在系统10中的该反射流分支中的“来自眼底的图像”光流的特征，和(b)为了建立这样的眼底反射图像流，输入眼底照明如何发生，已做出某些初始的对于叙述有用的简化了的假设。作为提醒，这些假设中的一个是，在该系统中的框架12上的所有光学部件已在整个系统意义上相对于一只眼睛(如眼睛24)被初步地、准确地放置，该眼睛的眼底将被检查。另一个假设是所包含的具体的眼睛与其没有屈光不正地相关联。第三个假设是由透镜60在透镜60和64之间建立的眼底的所提到的空间像既位于透镜60的前焦面处又位于透镜64的前焦面处。

所有这些假设到位后，存在一种理想化的情况，由此眼底24a的一个图像将会如上面所提到的在传感器68c上正确地聚焦。

然而，现在跳出这些最初方便的假设，我们在此将这些假设放在一边，并且从一个系统操作和方法论的观点讨论在系统10和一只眼睛之间的全面、正确、相对的定位的问题，和在这样的定位建立的情况下的眼底图像聚焦的问题，并且做这些事情使我们认识到一个系统设置和操作总是要求识别到眼睛屈光不正的存在对于眼底将被检查的每只眼睛来说是不可控的、潜在的给定。

正如前面所指出的，系统10可以被用于眼底检查，关键是，最初该系统整体上相对于该受试者的眼睛被正确地放置和对准。现在描述用于完成在计算机14和一个系统操作员联合控制下发生的这个动作的程序，同时认识到该系统元件部分整体上的位置调整的发生是通过相对于将被检查的一只眼睛操纵在框架12的空间中的平移的、有角度的、和旋转的布置。现在本说明书中提出的若干个系统对准步骤在本质上是基本上常规的，并且对于相关领域的普通技术人员来说是很容易理解的，不需要太多的步骤详述。

一个将被检查眼底的受试者坐在可能被认为是一个检查台的位置，并被要求将他或她的将被检查的眼睛的凝视指向穿过在该台处设置的一个常规观察仪器(在此未示出)，并且将该眼睛的注意力聚焦于一个小的闪光上，如一个小的蓝光，该闪光在这个仪器提供的视野中是可见的。

随着一个受试者相对于所提到的观察仪器适当地坐着并定位，在该眼睛的前面用一个红外LED(非光源36，并且未在这里的附图中具体示出)进行照明，该光简单地瞄准该眼睛。另外，打开光源36，并且关闭光源38。

从该眼睛的前方区域反射的光和从该眼底反射的光穿过分束器56和透镜60到达分束器82。射到分束器62上的一个小百分比的这种光被向下反射到横向间隔的透镜74、76和与它们各自相关联的横向间隔的透镜70、72。在这一点上将会想起透镜74和相机70相对于图1的平面朝向图1的观察者放置，而透镜76及其相关联的相机72被布置在相对于图1的平面来说远离图1的观察者的位置。此处的透镜74和76具有比透镜60小得多的直径。

在这些情况下，透镜74和相机70捕获穿过一个圆形区域的光，该圆形区域在透镜60的一侧上被有效地布置；并且透镜76和相机72捕获穿过一个圆形区域的光，该圆形区域在透镜60的另一侧上被有效地布置。当然，刚刚提到的透镜60的这些侧与透镜74、76以及相机70、72相对于图1的平面的相对侧的位置有关。这种情况到位后，相机70、72的每一个被定位成提供该瞳孔的一个对应的视图，一个通过透镜60的左侧，并且另一个通过此透镜的右侧。

由相机70获得的该瞳孔的图像在适当地连接到计算机14的一个常规显示屏幕(未示出)上显示，并且系统操作员使用一个适当的光标移动装置(如一个鼠标)来指示该计算机驱动框架12，从而大致地使该瞳孔的图像在呈现在这一屏幕上的一个窗口中定中心。当该瞳孔大致地在这个窗口中定中心时，来自源36的红外光将会进入该瞳孔并对该眼底进行照明。基于此类照明，从该眼底向外反射的光则将后向照明该瞳孔，使其在该屏幕上的瞳孔图像中显得明亮。

在该对准过程的这一点，在系统10的操作和触发中，并且然后基于驻存在计算机14中的适合的(和常规的)算法编程，系统操作员将如通过“鼠标按钮点击”指示该计算机完成该对准任务，通过启动框架12的一系列适当的计算机实施的运动迭代并且直到对准完成的一个状态来产生由相机70、72获得的图像的理想配准，以及相对于一个所定义的用于定中心的点来对这些图像定中心。随着此类配准和定中心的完成，然后系统10被相对于将要对其眼底进行检查的眼睛被正确地放置。

随着系统眼睛对准的完成，注意力必然转向在传感器68c上聚焦该眼底图像和为检查准备该传感器接收到的图像。为了处理将要对其眼底进行成像的眼睛中的屈光不正，即使不是通常的，这通常也需要依据基本的正确聚焦去做。

我们在此描述了实现此类聚焦的两种方式，该第一种和其中的优选的一种方式涉及标线48的使用，以及其中的第二种方式涉及简单地使用该眼底图像本身的迭代视图和计算机执行的对这些视图的傅里叶空间频率内容分析。该第二种方法主要在本发明的一个修改的形式中是可用的，该形式不包括一个图案化标线。

实现了基本眼底图像聚焦后，为了眼底图像研究和检查的目的，对例如多个捕获图像配准的性能的传感器接收的图像准备在软件控制下的计算机电子环境中被严格控制。

从该优选的聚焦方式的描述开始，如果该眼睛或者近视或者远视，即，特征在于屈光不正，则由透镜60产生的该眼底的空间像将几乎确定地最初不位于(也就是，在正确的系统眼睛对准建立之后)透镜64的前焦面距离处并且距该透镜该前焦面距离，如此处之前所讨论的，并且没有在聚焦部件26中做一个适当的平移定位调整时，在图像传感器68c上形成的该焦点的图像将不会焦点对准。

要建立精确聚焦，打开红外光源36，关闭绿光源38，标线48移位到路径部分50a中的照明路径中，从而在该眼底上建立一个高对比阴影模式图像，并且该平行平面移位器66被放置在图中所示的位置并且关于图1中的此展示对其描述，如此一来，该瞳孔的图像相对于此图的平面被水平地移向图1的观察者。在这些条件下，该标线的阴影的图像如同所提到的，由透镜54和该眼睛的光学器件在该眼底上形成，并且该眼底的图像的图像在图像传感器68c上形成。

保存这个图像，我们称之为“图像1”。

随后该平行平面移位器被旋转180度来改变其位置，并且以便相对于此图的平面使该瞳孔的图像变得在图1中移位离开观察者，并且然后在在传感器68c上形成该眼底的图像的另一个图像。

保存该下一个图像，我们称之为“图像2”。

在这两个180度位置之间的该平行平面移位器的旋转情况的此类改变，在该眼底图像的“散焦”条件下，将会在该标线建立的、眼底反射的阴影图像中导致对比边缘或对比边缘部分，以在由传感器68c接收的该图像中非常显著地移位。在其上发生这样一个对比边缘移位的方向而且发生移位的量值将会为计算机14提供初始聚焦调整校正信息，该信息将被适当地提供用于控制发动机结构30，从而移动子框架26，并且因此透镜64和在这个子框架上携带的其他光学元件，以努力地朝向准确聚焦的条件的方式有效地接近或远离透镜60，该条件将在当由透镜60建立的该眼底的空间像距离透镜64驻留在前焦面处时存在，由此当该眼底的图像从透镜64流向该平行平面移位器时，将会被透镜64准直。

现在在这个计算机活动过程中，并根据该计算机的程序设计(如在此前面提到的一样，其在本质上是常规的)，计算机14电子地和内部地相对于保存的图像2移位保存的图像1，直到这两个图像被叠加或配准。这种软件实施的内部的、电子的移位对建立一个适当的定位控制信号而言是直接有效的，该信号由该计算机发送到发动机结构30来产生该聚焦组件的机械位置移位，从而将该眼底的空间像精确地放在透镜60和64的每一个的前焦面距离处。对于研究对焦、被传感器接收的眼底图像而言，这项活动在最后的准备中完成的。

如果必要的话，这整个描述的基于标线的聚焦和图像准备过程是重复的，直到在适当的、预定的公差内成功地完成。

在实践该改进的系统时，上面提到的非标线聚焦过程，该过程是基于利用一个图像传感器接收的眼底图像的自然图像对比特性本身，必须对人类的眼睛是不断运动的事实给予特殊的注意和对待。思考这一实践的一个方式是：为了实现精确眼底图像聚焦，在获取和使用关于该感知到的“此类聚焦的好坏”本身的信息作为调整和实现期望聚焦的引导。这种聚焦方法中的复杂的事情是除非利用来照明该眼底的光的光源是极度明亮的，正常的眼睛运动将会引起传感器感知到的眼底特征的模糊，这种运动引起的模糊很难从由劣质聚焦引起的模糊中区别出来。

这里在这一实践中，要实现好的聚焦，在该系统聚焦组件的一连串不同的位置处收集了一连串的图像，每个图像经过计算机实施的傅里叶分析，并且尽管由于眼睛运动而产生不可避免的模糊，通过选择具有最大高空间频谱内容的图像而选定焦点对准最佳的那一个。

一旦系统对准和眼底图像聚焦完成，系统10准备好进行眼底成像过程。

在计算机的控制下，以及相对于红外光源36打开和光源38关闭这一条件，分析由该传感器68c接收到的该眼底的图像，以便确定一个最佳的曝光持续时间值，并且然后为下一连串的事件设置这个值。首先，将该平行平面移位器放置在图1中所示的位置，并且与所捕获和存储的图像一起取得一系列图像，该系列图像包含多个由系统操作员确定的图像。该平行平面移位器然后被调整到上面所描述为其180度的位置，并且捕获和存储驻留在传感器68c上的该眼底的另一个类似系列的图像。

如此获得这两系列的图像或两套图像后，其中一套已经用穿过该瞳孔的一侧的光有效地取得，如同穿过图4中所指定的该小圆形区域78，并且另一套已经用与穿过该瞳孔的另一侧的光有效地取得，如同穿过图4中所指定的该小圆形区域80，对于每一个集合发生一个计算机实施的、常规图像配准和取平均值的程序，执行取平均值是为了在该图像中提高信噪比。那么有效地存在于可用计算机14的存储器中的是相关眼底的一对立体聚焦图像。

接下来发生的是该红外光源36被关闭，该绿光源38被打开，并且刚刚被描述的该整个现在完成的红光照明成像过程开始于正确的曝光确定，并且在其两套图像中的每一个中用描述的在180度位置的该平行平面移位器获取的多套图像是在绿光眼底照明的情况下被执行的。

然后在适当的计算机14的控制下，可供用于适合的、由用户确定的研究和检查的两个单独的、聚焦良好的红光照明和绿光照明眼底图像，并且，如果需要，还有容易地计算机可渲染的已知的该眼底的顺序彩色立体图像。

现在关于眼睛屈光的事件，和与其校正有关的数据的获取，以及关于本发明的实现导致所谓的自动屈光的相关屈光不正眼睛数据的收集的实践，当眼部护理专家执行他们所谓的一次“屈光”时(为屈光不正视力校正确定一个处方的过程)，该有关的“屈光”视力检查通常导致获得三个参数数字，以其传统名称“球状体”已知，“球状体”是该校正所需要的一个透镜部件的光功率，完全由一个球形表面组成，“圆柱体”是一个透镜部件的所需功率，完全由一个圆柱形表面组成，以及“轴”，它在绕病人的视线的轮旋转意义上是该圆柱形部件的角度。(一些检查和所得到的处方还包括一个称为“棱境”的术语，但是由于自动屈光的过程总是根据现有技术实践执行并且根据本发明执行，所以自动屈光的过程并不测量“棱境”。)

这三个(或四个)部件是在每个眼镜片或隐形眼镜中结合的，例如通过将该所需的圆柱形表面研磨到该透镜的前面中和将该球形表面研磨到该透镜的后面中。

要在本发明的实践中执行自动屈光，标线48被插入到该光学照明路径中，该红外LED 36被打开并且该绿色LED 38被关闭，并且如果眼睛具有零屈光不正，该眼底聚焦组件26被设置在该眼底图像的最佳聚焦的位置。

对受试者而言看上去在正前方的小灯(即，在透镜60上定中心)被打开并且病人被要求去注视这盏灯。

然后平行平面移位器66绕轴59A旋转到在一系列不同的角位置中的每一个中(目前被十六个等角分割)，并且在这些位置中的每一个中收集在其对应的不同位置处穿过该瞳孔的由标线48在该眼底上建立的阴影图案的图像。就通过该瞳孔的眼底反射光的通道而言，此类“不同的”角位置中的一个在图4中由小圆形区域82表示，而不是上面描述的两个“180度角位置”，这两个角度位置在图4中被标识为小圆形区域78、80，并被相对于眼底图像聚焦讨论，这两个区域的折射光流被包含在这个图像的集合中。

那么在软件中，所有的这些图像被配准，并且配准所需要的水平和垂直移位被保存。同样在软件中，要求来配准每个图像的“x，y”移位在二维空间中被作为一个点(实际上)绘制，其中该绘图原点是x＝0，y＝0。在一个集合中，这些点大致地位于在原点上定中心的一个椭圆上，并且在软件中，计算最佳拟合这个点集合的该椭圆。

该结果如下文展示：该椭圆的短轴(乘以一个校准系数)被定义为该“球状体”，该椭圆的长轴减去该短轴(乘以该校准系数)被定义为该“圆柱体”：并且该椭圆的长轴的角度是该“角度”。

在一个可替代的数据规范约定中，该椭圆的短轴被定义为该“球状体”，该短轴减去该长轴被定义为该“圆柱体”，并且被布置在与该椭圆的长轴成90度的该角度被定义为该“角度”。

因此，实践完成关于本发明的某些任务的一个优选的和最佳方式实施例以及以一种方式已经被描述和展示。述及此，我们充分地认识到变化和修改(其中一些我们已经在此建议)可能会进入相关领域普通技术人员的思想中，并且我们的意图是所有此类变化和修改将被视为在本发明的下面这些权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种眼底相机系统，该眼底相机系统相对于一位受试者的眼睛中的被光照明的眼底是可用的，并且包括一个狭长主光路，该主光路在该系统的工作条件下从该受试者的眼睛的下游延伸并且携带来源于该眼底并具有该眼底的反射图像的眼底反射光，所述系统包括：

一个图像检测传感器，该传感器沿着所述主光路布置在该眼睛下游的一个位置处与所述主光路中携带的眼底反射光进行光通信；

一个与所述传感器操作性地相关联的结构，该结构在该眼睛的上游用于将包含边缘部分的光学对比图像引入从该眼底反射的光之中，该光学对比图像具有至少一个对比边缘部分，而该对比边缘部分在该眼底反射光中的空间部署是独立于眼球运动的；以及

一个分辨性光内容移位结构，该移位结构相对于一个孔径布置在沿着该主光路的长轴的上游处，并且是可操作的以用于在布置于该移位结构与该孔径中间的主光路路径的部分内产生仅与布置在该移位结构的直接上游处的主光路的部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位，其中该孔径在该主光路的长轴上定中心，在沿着该主光路在该传感器上游的一个位置处与所述传感器操作性地相关联并相对于所述传感器是静止的。

2.一种眼底相机系统，该眼底相机系统在工作条件下包括：沿着一个狭长照明路径对一个受试者的眼睛中的眼底进行照明的光源结构；

一个狭长主光路，该主光路具有上游端和下游端以及一个长轴，该主光路从该受试者的眼睛的下游延伸，并在沿着该主光路的长度的下游既携带了充当如果瞳孔是其光源时的光，也携带了从该眼底反射的并且携带有该眼底的一个图像的光；

一个图像检测传感器，该传感器在该主光路的长轴上邻近该长轴的下游端定中心、被布置为与所述主光路中携带的光进行光通信；

一个孔径，该孔径同样在该主光路的长轴上定中心，在沿着该主光路在该传感器上游的一个位置处与所述传感器操作性地相关联并相对于所述传感器是静止的，以便与该主光路中携带的传感器光进行通信；

一个分辨性光内容移位结构，该移位结构相对于所述孔径中心地布置在沿着所述主光路的长轴的上游处，该移位结构是可操作的以用于在布置于该移位结构与该孔径中间的主光路的部分内产生仅与布置在该移位结构的直接上游处的主光路的部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位；以及

一个横穿所述照明路径放置的结构，用于将包含边缘部分的光学对比图像有效地引入从该眼底反射的光之中，该光学对比图像具有至少一个对比边缘部分，该对比边缘部分位于相对于所述移位结构可产生的跨轴向移位的方向上的一个角度上，并且在该眼底反射光中其空间部署是独立于眼球运动的。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述横穿所述照明路径放置的结构是形成阴影图案标线的圆形光挡板。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述至少一个对比边缘部分是多个圆形孔径的图案。

5.一种眼底相机系统，该眼底相机系统对于一位受试者的眼睛中的被光照明的眼底是可用的，并且包括一个狭长主光路，该主光路具有上游端和下游端以及一个长轴，并且该主光路在该系统的工作条件下从该受试者的眼睛向下游延伸，并且既携带了(a)充当如果瞳孔是其光源时的光，也携带了(b)从该眼底反射的并且携带有该眼底的一个图像的光，所述系统包括：

一个图像检测传感器，该传感器被中心地布置成沿着所述主光路与该主光路的下游端相邻、并且与所述主光路中携带的光进行光通信；

一个孔径，该孔径在该主光路的长轴上定中心，在该传感器上游的一个位置处与所述传感器操作性地相关联、并且相对于所述传感器是静止的；以及

一个光学性光内容移位结构，该移位结构是可操作的以用于在布置于该移位结构下游的主光路的部分内产生仅与布置在该移位结构的上游处的主光路的部分中携带的任何非准直光相对的跨轴向的移位。

6.如权利要求5所述的系统，其中，(a)所述传感器是一个电子器件，(b)该系统包括一个数字计算机，该数字计算机操作性地连接到包括该传感器的多个选定的系统元件上，而该数字计算机被适配成从该传感器接收由它检测的图像，(c)由该传感器并且通过该传感器同样由所述计算机来检测所述移位结构产生的任何相对的跨轴向移位，以及(d)所述计算机被构建成以如下方式来响应于对任何所述相对的跨轴向移位的检测，该方式被设计成使布置在该移位结构上游处的主光路的部分中所携带的非准直光的存在最小化。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述计算机配备了到所述系统中的多个元件上的适当的操作性连接，由此使得操作性的用于使布置在该移位结构上游处的主光路的部分中所携带的非准直光的存在最小化的计算机响应是趋于将该眼底的一个图像更好地聚焦在所述传感器上的一种响应。

8.如权利要求5所述的系统，其中，所述移位结构采用的形式为一个平行平面移位器。

9.如权利要求5所述的系统，该系统进一步包括用于将包含边缘的光学对比图像引入从该眼底反射的光中的结构，该包含边缘的光学对比图像具有至少一个对比边缘部分，该对比边缘部分与所述移位结构可产生的跨轴向移位的方向成一个角度。

10.如权利要求5所述的系统，该系统进一步包括光源结构，该光源结构是可操作的并且被安排成沿着独立于所述主光路的一个狭长光学照明路径对该眼底进行照明，并且以一种避免来自角膜的沿着该主光路的照明反射的方式来做到这一点。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述光源结构包括独立地可通电的红光源和绿光源。

12.一种眼底成像相机的成像方法，该方法相对于一位受试者的眼睛中的光照明的眼底是可用的，以便将包括在来自该眼底的一个狭长反射光流中的该眼底的一个精确聚焦的图像应用于一个图像传感器，所述方法包括：

(a)在该反射光流的一个限定的部分中并相对于这个流的长轴分辨性地仅将存在所限定的部分中的非准直光进行跨轴向的光流移位；并且

(b)通过执行一种防止关于反射所携带的眼底图像内容自身的任何所述跨轴向的光流移位的操作来实现眼底图像的聚焦。

13.一种眼底相机的成像方法，该方法包括：

通过外部照明以及在眼底上的投影来放置一个对比图像，该对比图像具有一个对比边缘，该对比边缘的空间位置是独立于眼球运动的；

通过所述放置，在一个主外部光路的区域中建立一个来自该眼底的反射光流，该反射光流包括该对比边缘的一个图像，该图像取决于正确的眼底聚焦的存在或缺失而将被对应地包括在准直或者非准直光之中；

分辨性地并且以一种相对的跨轴向移位的方式在沿着布置在眼睛下游的该主外部光路的一个位置处仅将包含在所建立的反射光流中的任何非准直光移位；并且

通过做出一种调整来实现正确的眼底聚焦，该调整在所述主外部光路的区域中确保其中所携带的该对比边缘图像内容存在于准直光之中。

14.一种眼底相机的成像方法，该方法包括：

沿着一个具有长轴的主光路对一位受试者的眼睛中的眼底进行照明；

通过所述照明，建立一个来自该眼底的光反射，该光反射在一个反射光流中从该眼底通过瞳孔向外流出，该反射光流沿着该主光路的长轴从该眼睛指向下游；

分辨性地并且以一种相对的跨轴向移位的方式在沿着布置在该眼睛下游的该主光路的一个位置处仅将包含在所建立的反射光流中的任何非准直光移位；

检测任何所述非准直光移位；并且

以一种设计成辅助执行自动屈光的方式来利用任何检测到的移位。

15.一种眼底相机的图像聚焦方法，该方法包括：

沿着一个狭长照明路径对一位受试者的眼睛中的眼底进行照明；

通过所述照明，建立一个来自该眼底的光反射，该光反射在一个反射光流中从该眼底通过瞳孔向外流出，该反射光流沿着具有长轴的一个狭长主光路从该眼睛向下游前进；

分辨性地并且以一种相对跨轴向移位的方式在沿着布置在该眼睛下游的该主光路的一个第一位置处仅将包含在所建立的反射光流中的任何非准直光移位；

检测任何所述非准直光移位；并且

以一种设计成将在该反射光流中存在的非准直光最小化的方式来利用任何检测到的移位。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述移位是通过一个可旋转的平行平面移位器在该主光路的长轴上选定的旋转来执行的，该平行平面移位器被放置在该第一位置处，所处的条件使该平行平面移位器的平面被布置成同该主光路的长轴成一个角度。

17.如权利要求15所述的方法，该方法进一步包括：以一种非移动地在该主光路的长轴上定中心的方式、在沿着该主光路的长轴的布置在该第一位置的下游的一个第二位置处，对该反射光流的一部分进行孔径作用；并且其中，所述检测包括：在沿着该主光路的长轴的布置在发生孔径作用处的下游的一个第三位置处，对经过孔径作用的光流部分进行电子感测；并且使在该反射光流中存在的非准直光最小化的所述利用涉及使用所述电子感测的一种结果。

18.如权利要求17所述的方法，其中，对该反射光流中存在的非准直光的最小化实现了在感测发生的地方经过孔径作用的光流的聚焦，以此获得所照明的眼底的一个聚焦的图像。

19.如权利要求16所述的方法，其中所述平行平面移位器的平面与垂直于所述主光路的长轴的平面成一角度布置。