CN105534473B - 接触式眼底镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种接触式眼底镜，包含一接触透镜、一环形照明模块、一成像透镜组以及一图像撷取模块。接触透镜具有一凹面，用以接触一眼球。环形照明模块贴近接触透镜设置，并提供一直接照明光源照射眼球的基底。成像透镜组设置于环形照明模块中央的一中空部，并用以会聚来自眼球的基底的一反射光。图像撷取模块用以撷取成像透镜组所会聚的反射光以形成一图像。上述的接触式眼底镜具有较佳的照明效率、结构紧凑以及较少成像透镜所反射的杂散光等优点。
Description
技术领域
本发明是有关一种眼底镜，特别是一种接触式眼底镜。
背景技术
眼底镜是用来观察眼球基底的检视工具，例如用以观察视网膜、视神经盘、血管分布等是否异常。然而，受到瞳孔的限制，现有的非接触式眼底镜的可观测范围较小，一般而言，半视角仅约为20度。若欲增加可观测范围，成像系统以及照明系统皆需要特殊设计，例如加大透镜或独立的照明系统，如此将导致非接触式眼底镜的体积无法有效缩小。接触式眼底镜因贴近瞳孔进行观测，因此，可获得较大的可观测范围。
一种现有的接触式眼底镜是采用与成像系统同轴的照明系统。然而，此系统的透镜中央的反射光难以避免而影响观测。此外，此系统的透镜尺寸正比于照明角度，因此，欲得到大范围的照明，相对较大尺寸的透镜难以避免。另一种现有的接触式眼底镜则是采用光纤导引照明光以提供较大范围的照明。可以理解的是，光纤的出光角度较小，因此，此系统需布置多个不同照明方向的光纤才能获得较大范围的照明，如此将导致结构复杂、组装成本增加等问题。此外，光源与光纤之间的耦合亦影响光源的利用效率。
有鉴于此，如何以简单的结构即可提供较大范围的眼底照明便是目前极需努力的目标。
发明内容
本发明提供一种接触式眼底镜，其是将偏离成像系统光轴的光源尽可能贴近瞳孔，如此，藉由直接照明即可提供较大的照明范围。
本发明一实施例的接触式眼底镜包含一接触透镜、一环形照明模块、一成像透镜组以及一图像撷取模块。接触透镜具有一第一表面以及一相对的第二表面，其中第一表面为一凹面，用以接触一眼球。环形照明模块贴近接触透镜的第二表面设置，并用以提供一直接照明光源通过眼球的一瞳孔以照射眼球的一基底，其中全部或大部分来自直接照明光源的光线未经人为加工的表面反射入射至眼球的基底。成像透镜组设置于环形照明模块中央的一中空部，并用以会聚来自眼球的基底的一反射光，其中环形照明模块的中空部的内径介于6mm至10mm。图像撷取模块用以撷取成像透镜组所会聚的反射光以形成一图像。
以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为一示意图，显示本发明一实施例的接触式眼底镜。
图2为一示意图，显示本发明一实施例的接触式眼底镜的接触透镜、环形照明模块以及第一透镜群组。
图3为一示意图，显示本发明一实施例的接触式眼底镜的环形照明模块。
附图符号说明：
11 接触透镜；
111 第一表面；
112 第二表面；
112a 凸面；
112b 聚光结构；
12 环形照明模块；
121 发光元件；
121a 第一发光二极管；
121b 第二发光二极管；
122 中空部；
13 成像透镜组；
131 第一透镜群组；
132 第二透镜群组；
133 第三透镜群组；
14 图像撷取模块；
15 显示模块；
16 焦距调整模块；
17 连接端口；
20 眼球；
OA 光轴。
具体实施方式
请参照图1至图3，本发明的一实施例的接触式眼底镜包含一接触透镜11、一环形照明模块12、一成像透镜组13以及一图像撷取模块14。接触透镜11具有一第一表面111以及一相对的第二表面112。接触透镜11的第一表面111朝向眼球20，以接触眼球20。可以理解的是，第一表面111可为一凹面以贴近眼球20的角膜。举例而言，凹面的曲率约与角膜的曲率相等。于一实施例中，接触透镜11的材质可为一高分子聚合物材料。举例而言，接触透镜11的材质可为一具有生物相容性的软性高分子聚合物材料，较佳者，接触透镜11的材质同时可以是高含水的高分子聚合物材料，例如硅水胶、人工聚合物或天然树脂等。
环形照明模块12贴近接触透镜11的第二表面112设置。环形照明模块12用以提供一直接照明光源通过眼球20的瞳孔以照射眼球20的基底。需注意的是，直接照明光源是指光源所产生的全部或大部分的光线未经人为加工的表面反射即入射至眼球20的基底。于一实施例中，环形照明模块12可为多个呈环形对称排列的发光元件121(例如发光二极管)或一环形发光元件(例如有机发光二极管)。于一实施例中，环形照明模块12可包含多个第一发光二极管121a以及多个第二发光二极管121b，其中多个第一发光二极管121a以及多个第二发光二极管121b分别呈环形对称排列，且第一发光二极管121a以及第二发光二极管121b所产生的直接照明光源的中心波长相异。举例而言，第一发光二极管121a用以提供可见光，例如白光，而第二发光二极管121b则用以提供红外光，以提供不同的观测用途。
成像透镜组13设置于环形照明模块12中央的一中空部122。成像透镜组13用以会聚来自眼球20的基底的一反射光RL，并成像于图像撷取模块14。于一实施例中，成像透镜组13包含一第一透镜群组131、一第二透镜群组132以及一第三透镜群组133，其自眼球20侧至图像撷取模块14侧依序配置。第一透镜群组131设置于环形照明模块12中央的一中空部122，并会聚眼球20基底的反射光，以在第一透镜群组131以及第二透镜群组132之间形成一中间像。于一实施例中，接触透镜11的第二表面112具有一凸面112a，其对应于成像透镜组13的第一透镜群组131。如此，接触透镜11亦可具有部分的成像功能。第二透镜群组132用以解决大视角的畸变，举例而言，第二透镜群组132可为至少二个非球面透镜。第三透镜群组133用以消除色差，举例而言，第三透镜群组133可为至少二组双胶合透镜，或一组双胶合透镜以及一组三胶合透镜。于一实施例中，第二透镜群组132以及第三透镜群组133至少其中之一是以可相对于第一透镜群组131移动的方式配置，例如沿成像透镜组的光轴OA移动或调整角度。图像撷取模块14则用以撷取成像透镜组13所会聚的反射光RL以形成一图像。举例而言，图像撷取模块14包含电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感测器或底片。
依据上述结构，环形照明模块12尽可能地贴近眼球20的瞳孔，因此本发明的接触式眼底镜可提供较大角度的照明范围，即眼球20的后半部，如图1所示虚线的左侧。可以理解的是，发光元件121往靠近成像透镜组13的光轴OA的方向移动可提供较佳的照明效率，但却会限制第一透镜群组131的设置空间，进而影响成像品质。相反的，发光元件121往远离成像透镜组13的光轴OA的方向移动虽可设置较大尺寸的第一透镜群组131，但却无法提供均匀的照明。因此，于一较佳实施例中，环形照明模块12的中空部122的内径D介于6mm至10mm。换言之，第一透镜群组131的最大直径即介于6mm至10mm。
为了使发光元件121靠近光轴OA，发明元件121所采用的发光二极管可为简易封装结构，亦即封装完成的发光二极管封装件不包含具有偏折光线功能的二次光学结构。如此，简易封装的发光二极管封装件的高度以宽度较小，而可以尽可能地靠近瞳孔以及光轴OA，且其出光的角度相对较大。于一实施例中，接触透镜11的第二表面112具有一聚光结构112b，其对应于环形照明模块12的发光元件121。聚光结构112b可将较大角度的直接照明光源加以会聚而通过眼球20的瞳孔，进而提高照明效率。举例而言，聚光结构112b可为一凸面。需注意者，聚光结构112b亦可与发光元件121整合在一起。换言之，发光元件121可为包含二次光学结构的发光二极管封装件。
依据上述结构，本发明的接触式眼底镜可以达到非常紧凑的结构设计，因此，于一实施例中，本发明的接触式眼底镜更包含一外壳，其外型易于以手持握，例如为一枪型。将接触透镜11、环形照明模块12、成像透镜组13以及图像撷取模块14整合于外壳中，即可使本发明接触式眼底镜成为一手持式装置。
于一实施例中，本发明的接触式眼底镜更包含一显示模块15，其用以显示图像撷取模块14所撷取的图像。本发明所属技术领域中的技术人员可以理解，本发明的接触式眼底镜可包含具有运算功能的处理单元，例如整合于图像撷取模块14中或彼此分离设置。处理单元可用以处理图像撷取模块14所撷取的图像并将图像显示于显示模块15。举例而言，处理单元可对图像撷取模块14所撷取的图像进行图像处理，例如去除杂讯、调整对比或亮度等，以获得较佳的图像品质。处理单元的功能为本发明所属技术领域中的技术人员所熟知，故省略其详细说明。
于一实施例中，本发明的接触式眼底镜更包含一焦距调整模块16。焦距调整模块16可利用机械方式或电子方式驱动图像撷取模块14沿成像透镜组的一光轴OA线性移动，如图1的箭头A所示，以调整适当的焦距。焦距调整模块16是线性移动图像撷取模块14，换言之，成像透镜组13的背焦可以随意调整，因此，成像透镜组13无需其它调整焦距的机构，尤其是非线性补偿的凸轮环(cam ring)设计，是故成像透镜组13的设计可加以简化，并允许较大的机构公差而降低制造困难度及制造成本。可以理解的是，于一实施例中，焦距调整模块亦可驱动第二透镜群组132以及第三透镜群组133至少其中之一沿成像透镜组的光轴OA移动，以调整适当的焦距。
于一实施例中，本发明的接触式眼底镜更包含一连接端口17，其用以与一外部电子装置(未图示)物理性连接。本发明的接触式眼底镜可经由连接端口17将图像撷取模块14所撷取的图像传送至外部电子装置。举例而言，连接端口17可为一通用序列汇排流(Universal Serial Bus，USB)。
综合上述，本发明的接触式眼底镜，其是将偏离成像系统光轴的环形光源尽可能贴近瞳孔，而可提供较大的眼底照明范围且其结构紧凑。此外，离轴的环形照明未与成像系统共用透镜，因此可避免透镜反射的杂散光。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (17)
1.一种接触式眼底镜，其特征在于，包含：
一接触透镜，其具有一第一表面以及一相对的第二表面，其中该第一表面为一凹面，用以接触一眼球；
一环形照明模块，其贴近该接触透镜的该第二表面设置，并用以提供一直接照明光源通过该眼球的一瞳孔以照射该眼球的一基底，其中全部或大部分来自该直接照明光源的光线未经人为加工的表面反射入射至该眼球的该基底；
一成像透镜组，其设置于该环形照明模块中央的一中空部，用以会聚来自该眼球的该基底的一反射光，其中该环形照明模块的该中空部的内径介于6mm至10mm；以及
一图像撷取模块，其用以撷取该成像透镜组所会聚的该反射光以形成一图像。
2.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该环形照明模块包含多个呈环形对称排列的发光元件或一环形发光元件。
3.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该环形照明模块包含多个第一发光二极管以及多个第二发光二极管，其中该多个第一发光二极管以及该多个第二发光二极管分别呈环形对称排列，且该第一发光二极管以及该第二发光二极管所产生的该直接照明光源的中心波长相异。
4.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该环形照明模块包含多个呈环形对称排列的发光二极管，且该发光二极管为简易封装结构。
5.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该环形照明模块包含多个呈环形对称排列的发光二极管，且该发光二极管的封装结构包含二次光学结构。
6.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，对应该环形照明模块的该接触透镜的该第二表面具有一聚光结构，其用以会聚该直接照明光源通过该眼球的该瞳孔。
7.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该接触透镜的该第二表面具有对应于该成像透镜组的一凸面。
8.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该接触透镜的材质为一高分子聚合物材料。
9.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该接触透镜的材质为一具有生物相容性的软性高分子聚合物材料。
10.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，该成像透镜组包含自该眼球侧至该图像撷取模块侧依序配置的一第一透镜群组、一第二透镜群组以及一第三透镜群组，其中该第一透镜群组会聚该反射光，以在该第一透镜群组以及该第二透镜群组之间形成一中间像。
11.如权利要求10所述的接触式眼底镜，其特征在于，该第二透镜群组以及该第三透镜群组至少其中之一是以可相对于该第一透镜群组移动的方式配置。
12.如权利要求10所述的接触式眼底镜，其特征在于，该第二透镜群组包含至少二个非球面透镜。
13.如权利要求10所述的接触式眼底镜，其特征在于，该第三透镜群组包含至少二组双胶合透镜，或一组双胶合透镜以及一组三胶合透镜。
14.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，更包含：
一显示模块，其用以显示该图像撷取模块所撷取的该图像。
15.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，更包含：
一焦距调整模块，其用以驱动该图像撷取模块或该成像透镜组中至少之一透镜组沿该成像透镜组的一光轴线性移动。
16.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，更包含：
一连接端口，其用以与一外部电子装置物理性连接，以输出该图像撷取模块所撷取的该图像至该外部电子装置。
17.如权利要求1所述的接触式眼底镜，其特征在于，更包含：
一外壳，其外型易于以手持握，其中该接触透镜、该环形照明模块、该成像透镜组以及该图像撷取模块整合于该外壳中，以使该接触式眼底镜成为一手持式装置。
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