CN103815869A - 一种手持式眼底照相机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式眼底照相机，用于医学上对人眼眼底检查，通过光学成像方法获得人眼眼底图像，以判断眼底病病理和病灶。该手持式的眼底照相机采用近红外和白光两种LED作为照明光源，通过光学镜头采集眼底图像，CCD或COMS接收信号，并通过图像传输和处理，将人眼眼底图像显示在屏幕上。该手持式眼底照相机结构简单，可随身携带，采用手动调焦方式，成像清晰并可以实时传输图像。

Description

一种手持式眼底照相机

技术领域

本发明涉及一种手持式眼底照相机，特别涉及一种基于LED照明，CCD＼COMS成像的大视场眼底照相机，用近红外和白光LED作为照明光源，通过光学镜头采集人眼眼底图像，CCD或COMS接收信号，并通过硬件软件图像处理，将人眼眼底图像显示在屏幕上。

本发明属于医疗技术领域，拍摄人眼眼底图像，用于眼底疾病筛查以及协助全身其他系统疾病的诊断和病情判断，涉及图像采集，图像处理，网络传输等技术。

背景技术

LED光源是近年来出现的新式照明方式，其相对传统的光源有LED有寿命长、节约能源、亮度高等优点。CCD／COMS是近年来的在图像接受方面的一个革命性产品，目前已基本取代传统胶片相机。本发明就是结合以上技术的一种新型眼底照相机。

眼底照相是眼科中广泛应用的一项诊断项目，眼底的血管是人体唯一可通过体表直接观察到的血管。采用眼底照相机，医生可以检查眼底的视神经、视网膜、脉络膜及屈光介质是否有病变存在，同时还可以通过眼底照相机的协助对其他系统疾病进行诊断和病情判断，如脑梗塞、脑溢血、脑动脉硬化、脑肿瘤、糖尿病、肾病、高血压等。

传统的台式眼底照相机包括复杂的照明系统和观察系统，体积巨大，系统结构复杂；有的仪器需要在电脑上安装特点的软件才可以使用，机器本身不具备图像存储功能，甚至有的无法脱离电脑独立工作。如果需要图片，则需要病人到仪器前拍摄眼底图片，对特殊病人非常不方便，如对医院的卧床病人，或者对边缘山区的病人都极其不方便。

专利号为CN103099600的发明公开了一种眼底检查仪，然而其未专门定义使用LED光源，并且其光源部分结构复杂，其内部配置了放光镜，并且需要调焦镜头前后才能实现其功能。与本发明的调焦原理不同

专利号为CN102499629的发明公开了一种直接眼底镜，其通过聚光与反射透镜进行照明，通过镜头成像于CCD。与本发明照明原理不同。

本发明提出了一种手持式眼底照相成像装置，采用大视场的高清镜头将眼底图像成像在CCD上，并显示在屏幕上，可以拍摄得到并存储人眼眼底图片，可以与计算机连接后读取图像。

本发明体积小，携带方便，且不需要对被检查者进行散瞳，可以做简单、快速、准确地检查，尤其对卧床病人，边远山区病人的眼底检查提供了方便。

发明内容

本发明的技术解决问题：

本发明提出了一种眼底扫描成像装置，主要解决的问题有：

1)整机便携、小型化，机械运动部分人性化、易操作；

2)照明装置简单化，采用LED光源；

3)调焦采用像面调焦，简化了整体结构；

4)解决了传统眼底相机需要散瞳的问题；

5)实现拍照、实时显示、存储、传输等功能；

6)直接使用锂电池供电，安全方便；

本发明的技术解决方案：

一种手持式眼底照相机，包括大视场高清眼底镜头和壳体。所述大视场高清眼底镜头包括接目镜、摄影镜头模组、照明模组和卡口。所述接目镜由两片球面镜片构成。所述摄影镜头模组是由多片的球面镜头组成高清成像镜头，典型镜片数量是7片。所述照明模组由近红外和宽光谱白光两种光源，用户可以选取不同的照明光源，并通过按钮调节所述光源的光强。所述卡口是连接固定大视场高清镜头和壳体，方便拆卸与安装。所述壳体包括成像模组、显示模组、调焦模组、电池模组和按钮模组。所述成像模组采用低照度微型CCD＼COMS芯片，并将所述芯片放置于摄影镜头像面。所述显示模组包括显示芯片和显示屏幕，所述显示屏幕是液晶显示屏。所述调焦模组为调焦手轮，采用伞型齿轮配合凸轮结构，调节所述成像模组沿光轴前后移动，可对不同屈光度人眼清晰成像。所述电池模组通过数据线连接到电脑或220V-5V电源适配器进行充电，所述电池模块在充电充满后自动停充，以保护所述手持式眼底照相机。

本发明的原理：

本发明的主要原理包括光学成像理论和CCD成像技术，显示技术、存储技术、传输技术等。

本发明与现有技术相比有如下优点：

本装置中选用了近红外与可见光LED，基本模式采用近红外查找目标，可见光闪光拍摄。不需要散瞳就可以拍摄到眼底图像。

采用CCD接收图像，可以实现产品的小型化。

使用液晶显示屏幕，用户可以通过屏幕上实时显示的眼底图像进行查找，并拍摄所需要的图片。

调焦上采用了像面移动的方式，简化了结构，同时做到大屈光度范围的清晰成像。

大视场高清眼底镜头和壳体之间采用卡口模式，实现灵活拆卸。

眼底镜头内带有光学照明LED灯，简化了照明模块。

在软件应用上，本装置将视频实时输出与传统的拍照功能相结合。在一般的对焦、眼底观察时，显示器实时地输出视网膜的视频，并提供拍照功能。当取得了满意的图像并需要保存时，操作者按下控制手柄上的拍照按键，系统则保存当前时刻的图像作为照片记录在存储卡中。

为了实现整机的便携、小型化，本装置在系统设计中特别对光源、光学系统和机械结构做了小型化设计，令其在体积、重量、功耗上较传统的眼底相机和眼底扫描仪大为降低。

附图说明

图1是本发明手持式眼底照相机的结构示意图

图2是本发明手持式眼底照相机的工作原理图

图3是光学原理图

图4是信号采集处理系统原理图

附图中各部件的标记如下：大视场高清眼底镜头1和壳体2，

1、大视场高清眼底镜头；2、壳体；3眼球；

10、接目镜；11、照明模组，111、红外LED；112、白光LED；12、摄影镜头模组；13卡口

20、成像模组，201、CCD＼COMS；22、显示模组，211、显示芯片；212、显示屏幕；22、调焦模组；23、按钮模组、24、电池模组

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例经行详细阐述，使本发明的优点和特征能更易被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：一种手持式眼底照相机，其包括：1、大视场高清眼底镜头；2、壳体；3眼球；10、接目镜；11、照明模组，111、红外LED；112、白光LED；12、摄影镜头模组；13卡口20、成像模组；22、显示模组，201、CCD＼COMS；211、显示芯片；212、显示屏幕；22、调焦模组；23、按钮模组、24、电池模组

所述的大视场高清眼底镜头1包括接目镜10、照明组11、和摄影镜头模组12。照明组11位于摄影镜头模组12上端，大视场高清眼底镜头1上设置有卡口13，可以和壳体2做方便的连接与拆卸。

壳体上有摄影镜头模组12、数码相机成像模组20、显示模组21、调焦模组22、按钮模组23。壳体上有与镜头连接的卡口做，卡口后端是相机成像模组20，模组集成在凸轮曲线筒上，壳体有电池模组24。

同时，凸轮上还配置有伞型齿轮。壳体后端有显示模组，由显示片与显示屏幕组成。壳体下端是手柄，其内部放置了电源控制板，锂电池，调焦旋钮。调焦旋钮上也配置了伞型齿轮，与相机模组配置的伞型齿轮相匹配。调节手轮，带动伞齿轮，从而带动整个相机模组沿着光轴中心前后移动。

图2所示为本发明的工作原理：启动电源开关，电池模组为电路供电。大视场高清眼底镜头里的照明模组中近红外LED或白光LED发出照明光线，照明光通过接目镜照射到人眼，人眼眼底反射回来的光通过接目镜，再通过摄影镜头组成像，此时相机模组上的感光芯片CCD接收到光信号，转换成电信号以后。信号传输到显示芯片，显示芯片处理后，在显示屏幕上实时的显示做看到的图像。通过调节调节手轮，可以对屈光度在-20D和+20D范围内的人眼的眼底清晰成像。当对准要观察的部位以后，按下拍照按钮，可以拍摄眼底的图片，同时能将图片保存在SD存储卡内。本发明还可以通过USB数据线与电脑直接连接。通过读取SD卡的内容，可以保存并打印所拍摄的图片。

所述的成像模组：由大视场高清眼底镜头是由接目镜配合摄影镜头组成，所述的接目物镜为非球面，典型的是两面非球面，或者是单面非球面。其作用是提供较好的中间像面。由上述的非球面所成的中间像面，再由摄影镜头模组12将图像成像到CCD上。

所述的摄影模组可以是3～8片镜片组成，其典型结构是一个7片式结构。

本发明的镜头综合参数：其视场大于45度，其典型值在40以上。镜头可以对屈光度在-20D和+20D范围内的眼的眼底清晰成像。

所述的卡口：镜头与壳体是采用相连接，极大的方面了机器携带与安装。使用者仅需将镜头与壳体对好后，旋转到固定的位置，就可以使用机器。其典型实例采用了旋转卡口结构。

所述的调焦模组，由调焦手轮、伞型齿轮、调焦筒、基座等构成；调焦手轮带动附带的伞型齿轮，而在调焦筒配有相对应的伞型齿轮。

首先操作者转动调焦手轮，通过旋转带动手轮上的伞型齿轮，进而带动调焦筒，调焦筒上有凸轮曲线与转动销，其与基座相配合，当调焦筒旋转时，通过凸轮曲线，带动基座前后移动。从而实现了基座上的成像芯片CCD＼COMS沿着轴心前后移动的功能。

所述的显示模组，由显示芯片与液晶屏幕等组成，显示芯片将CCD＼COMS的电信号处理后，显示在液晶屏幕上，同时控制着图像的存储、LED照明、闪光等功能。

所述的按钮模组，其主要功能是拍摄图片，设置软件系统等。

所述的电池模组，其包括供电模块，并附有电源，采用锂电池或者其他可移动电源。其典型实例采用3.7V的2600mA的锂电池，被安装在壳体的手柄里，

图3所示为本发明的照明原理：包括了照明模组、接目镜。

近红外LED或者白光LED，接目镜，摄影镜头，CCD＼CMOS。

近红外LED其典型波长在850附近，也可以是从600nm到1000nm的近红外LED，其发射出的光线经过接目镜聚焦于人眼内部。

白光LED其典型波长是从400nm到750nm的混合波长，其波长的辐射能量比为与常规的LED符合。

LED发出照明光线，通过接目镜3，由接目镜3聚焦于人眼内部，照明光线均匀的照亮到人眼眼底，被照亮的人眼眼底的反射光通过眼球内部，最后折射出人眼眼球。所折算出的光线由接目镜3收集后，在有限远位置成中间实像。

图4所示为本发明的信号采集处理系统原理图。CCD＼COMS接受到来自于光学镜头的光信号，转换成图像数据，传输如显示模组内，显示模组21内的处理系统将图像数据处理后，将图像数显示于显示屏幕212上。

显示模组其主要为CCD＼COMS，主要作用是对光信号经行转换，并将光信号变成电信号传输个成像模组。

成像模组综合了多种功能，包括LED控制、图片存储，图像转换、图像处理、图像显示、系统操作等多种功能，是这个系统控制的核心部件。

按钮模组的功能是负责拍照、设置系统参数、以及调节系统状态。用户可以通过按钮对系统多种参数做设置，比如照明光源能量的强弱、视频与照片模式、浏览图片模式、照明模式、时间设置、日期设置。

电池模组的功能是负责为整个电路系统提供电源支持，包括LED照明，液晶显示供电等，同时负责为电池充电的功能。实例中电池为锂电池。可以使用USB2.0数据接口连接到电脑或220V-5V电源适配器进行充电。电源模块在电池充满后自动停充，保护电源设备。

需要说明的是，本发明的较佳方案公布如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被用于本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可以很容易的实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所描述的图例。

Claims (11)

1.一种手持式眼底照相机，包括大视场高清眼底镜头和壳体。

2.根据权利要求1所述的手持式眼底照相机，其特征在于所述大视场高清眼底镜头包括接目镜、摄影镜头模组、照明模组和卡口。

3.根据权利要求2所述的大视场高清眼底镜头，其特征在于所述接目镜由两片球面镜片构成。

4.根据权利要求2所述的大视场高清眼底镜头，其特征在于所述摄影镜头模组是由多片的球面镜头组成高清成像镜头，典型镜片数量是7片。

5.根据权利要求2所述的大视场高清眼底镜头，其特征在于所述照明模组由近红外和宽光谱白光两种光源，用户可以选取不同的照明光源，并通过按钮调节所述光源的光强。

6.根据权利要求2所述的大视场高清眼底镜头，其特征在于所述卡口是连接固定大视场高清镜头和壳体，方便拆卸与安装。

7.根据权利要求1所述的手持式眼底照相机，其特征在于所述壳体包括成像模组、显示模组、调焦模组、电池模组和按钮模组。

8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于所述成像模组采用低照度微型CCD＼COMS芯片，并将所述芯片放置于摄影镜头像面。

9.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于所述显示模组包括显示芯片和显示屏幕，所述显示屏幕是液晶显示屏。

10.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于所述调焦模组为调焦手轮，采用伞型齿轮配合凸轮结构，调节所述成像模组沿光轴前后移动，可对不同屈光度人眼清晰成像。

11.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于所述电池模组通过数据线连接到电脑或220V-5V电源适配器进行充电，所述电池模块在充电充满后自动停充，以保护所述手持式眼底照相机。

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