CN109715043B

CN109715043B - 眼科摄像设备

Info

Publication number: CN109715043B
Application number: CN201780055163.1A
Authority: CN
Inventors: S·纳卡拉占; A·西瓦拉曼
Original assignee: Remidio Innovative Solutions Pvt ltd
Current assignee: Remidio Innovative Solutions Pvt ltd
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: EP3379994B1; US20190021591A1; JP6732134B2; EP3379994A4; WO2018047198A3; CN109715043A; WO2018047198A2; US11219365B2; EP3379994A2; JP2019526419A

Abstract

本主题涉及眼科摄像设备(100)，该眼科摄像设备(100)可以拍摄被检体的眼睛(E)的无反射视网膜图像。摄像设备(100)包括被布置在照明轴(105)上的光源(115、120)。第一遮蔽件(125)被放置在距第一聚光透镜(140)一定距离处，其中第一聚光透镜(140)被放置在照明轴(105)上的拍摄光源(115)的前方。第一遮蔽件(125)具有安装了观察光源(120)的中央不透明部(182)、以及外侧的一对同轴环形透明区域(190)。散射器(135)被放置在观察光源(120)的前方。第二遮蔽件(130)具有中央开口部(184)并且被安装在散射器(135)上。摄像设备(100)还包括被安装在有孔管(170)上的有孔镜(165)。

Description

眼科摄像设备

技术领域

这里描述的主题一般涉及摄像设备，并且特别地涉及可以拍摄视网膜图像的眼科摄像设备。

背景技术

检眼镜检查是使得临床医生能够使用检眼镜或眼底镜来查看眼底和其它结构内部的测试。它是作为眼睛检查的一部分而完成的，并且对于确定视网膜和玻璃体液的健康至关重要。直接检眼镜产生放大约15倍的正立或未倒置的图像。间接检眼镜产生放大2～5倍的倒立或倒置的直接图像，并且允许对检测如青光眼、糖尿病视网膜病变的若干眼睛相关疾病或者如视网膜脱离等的眼睛相关缺陷有用的眼睛内部的更宽视野。

附图说明

参考附图来提供详细说明。在图中，附图标记的最左边的数字标识附图标记首次出现的图。在整个图中使用相同的标记来引用相同的特征和组件。

图1a是根据本主题的实施例的眼科摄像设备的示意图。

图1b示出根据本主题的实施例的、图1a的眼科摄像设备中所使用的第一遮蔽件的结构。

图1c示出根据本主题的实施例的、图1a的眼科摄像设备中所使用的第二遮蔽件的结构。

图2示出根据本主题的实施例的图1a的第一遮蔽件上的LED的布置。

图3示出根据本主题的实施例的图1a的第一遮蔽件上所安装的可转动转台组装件。

具体实施方式

这里所述的主题涉及可以拍摄无反射视网膜图像的眼科摄像设备。在实施例中，眼科摄像设备适于在不同模式(例如，散瞳、无散瞳、无赤光荧光素眼底血管造影(FFA)、吲哚菁绿(ICG)血管造影等)下拍摄无反射视网膜图像。

视网膜图像或眼底图像已经广泛地用于人类视网膜的各种疾病的诊断。一般地，需要对被检的体眼睛的瞳孔进行人工诱导放大，以使得充分的光能够进入被检体的眼睛以供眼底观察和图像拍摄用。在散瞳眼底拍摄中，通过使用散瞳剂在检查或观察之前对被检体的眼睛进行扩张。另一方面，被检体的眼睛不需要预先药理学扩张的无散瞳眼底拍摄常用于拍摄，并且依赖于被检体的眼睛在观察或检查期间不会感觉到眩光的红外波长光。无散瞳眼底照相机传统地用于眼底检查和图像拍摄而不会使被检体的眼睛扩张。利用这种传统的眼底照相机，用红外光来对被检体的眼底进行照明以供观察，并且使用不同的光源(例如，可见光源)来拍摄眼底的图像。

众所周知，在用照明光束对要观察或检查的眼睛进行照明的情况下，照明光束的一部分在角膜或透镜的表面上被反射或者在其中散射。来自角膜表面的反射光导致眼底图像中出现反射。

此外，在一些传统视网膜摄像装置中，用于观察或检查被检体的眼睛的照明光源以及用于摄像的拍摄光源被布置在不同的光轴上，这使得这种视网膜摄像装置体积庞大、难以使用且设计复杂。在一些其它传统视网膜摄像装置中，照明光源和拍摄光源被布置在同一光轴上；然而，这种视网膜摄像装置使用长的照明轨道长度。

为了防止角膜反射以及瞳孔反射，一些传统眼底摄像设备使用环形光圈。环形光圈被提供用于限制传递到像平面的光，使得在角膜处反射的照明光不会在像平面处与已在眼底处反射并且穿过物镜传递到像平面的光重叠。

本主题涉及如下的眼科摄像设备，其中该眼科摄像设备在至少第一遮蔽件、第二遮蔽件、有孔(porosity)镜和有孔管的帮助下拍摄无反射视网膜图像。在实施例中，第一遮蔽件和第二遮蔽件以可以拍摄无反射视网膜图像的方式设计。

图1a是根据本主题的实施例的眼科摄像设备100的示意图。本主题的眼科摄像设备100能够在诸如实时取景模式和拍摄模式等的不同模式下工作。眼科摄像设备100的实时取景模式可以在观察或检查被检体的眼睛E时使用，以及摄像设备100的拍摄模式可以在对被检体的眼睛E的视网膜进行摄像时使用。图1a示出包括沿照明轴105以及与照明轴105基本上垂直的摄像轴110放置的不同光学组件的眼科摄像设备100的示意图。以下，术语“视网膜”和“眼底”可以互换使用。此外，眼科摄像设备100以下可被称为摄像设备100。

在实施例中，摄像设备100包括拍摄光源115和观察光源120至少之一。例如，拍摄光源115是闪光管、钨丝灯泡、卤素灯泡、氙气闪光灯或LED源其中之一，并且观察光源120包括以不同的预定义光波长工作的多个LED、以及卤光灯。针对图2和图3来详细说明多个LED的布置和操作。

在实施例中，摄像设备100包括用于拍摄被检体的眼睛E的拍摄光源115以及用于观察被检体的眼睛E的观察光源120。在一方面，使用拍摄光源115或观察光源120沿照明轴105来进行眼睛E的摄像和观察。

在另一实施例中，摄像设备100包括用于观察被检体的眼睛E并且用于拍摄被检体的眼睛E的观察光源120。

如图1a所示，观察光源120沿照明轴105被放置在距拍摄光源115间隔一定距离处。在实施例中，观察光源120和拍摄光源115的位置可以互换。

摄像设备100还至少包括沿照明轴105放置的第一遮蔽件125、第二遮蔽件130、散射器135、第一聚光透镜140、第二聚光透镜145、至少一个投影透镜150、以及透明板155。在实施例中，第一遮蔽件125和第二遮蔽件130是环形的。

摄像设备100还包括沿摄像轴110放置的物镜160、有孔镜165、有孔管170、准直透镜175、汇聚透镜180、以及摄像模块181。在示例中，摄像模块181可以是智能电话的照相机镜头。在另一示例中，摄像模块181是供人眼直视的镜头。摄像模块181可以是单目的或双目的。物镜160被放置成面向要检查的眼睛E。

第一遮蔽件125被放置在距第一聚光透镜140一定距离处。第一聚光透镜140在照明轴105上被放置在拍摄光源115的前方，以对入射束进行聚光并且发出聚光后的入射束。在实施例中，第一遮蔽件125用于防止拍摄模式期间的角膜反射。

在实施例中，如图1b所示，第一遮蔽件125具有安装了观察光源120的中央不透明部182、以及外侧的一对同轴环形透明部183。在实施例中，观察光源120沿照明轴105被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央。在另一实施例中，观察光源120被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央与外周之间。例如，观察光源120被安装在与第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央非常接近的位置处。因此，本主题通过将观察光源120安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央处或者中央与外周之间、而不是如传统技术中所公开地将观察光源120安装在第一遮蔽件125的圆周周围，来减少光的损耗。

在实施例中，散射器135被放置在观察光源120的前方，以使从观察光源120发出的照明光束散射。散射器135适于接收从第一遮蔽件125上所安装的观察光源120的多个LED中的至少一个LED发出的照明光束。散射器135可以由玻璃、塑料、或者将使得能够进行近乎均匀照明的任何其它基底构成。

如图1c所示，第二遮蔽件130被安装在散射器135上。第二遮蔽件130具有中央开口部184、外侧的一对同轴环形不透明部185、以及环状部186。第二遮蔽件130根据照明光束来产生环形照明图案。在示例中，环形照明图案具有环状照明图案或者采用具有由两个同心圆界定的区域的环形的形式。在实施例中，在拍摄光源115接通的情况下，由于照明光束的中央部被第一遮蔽件125的中央部阻挡、并且随后未被阻挡的照明光束传递通过第二遮蔽件130的环状部186以产生环形照明部，因此在角膜平面处形成环形照明图案的图像。

如先前所讨论的，摄像设备100包括具有黑点吸收器的透明板155，并且该透明板155被放置在距第二遮蔽件130一定距离处。例如，透明板155是玻璃板，并且光吸收器是被放置在玻璃板的中央的黑点。在一方面，黑点可以防止物镜160的反射。此外，摄像设备100还包括被放置在透明板155和第二遮蔽件130之间的第二聚光透镜145。如本领域技术人员将理解的，针对球面像差和色像差来校正第二聚光透镜145。

此外，摄像设备100还包括被放置在有孔管170和透明板155之间的至少一个投影透镜150。

有孔镜165被安装在有孔管170上。有孔镜165被安装成相对于摄像轴110成一定角度，并且有孔管170被配置成与照明轴105基本上垂直。此外，有孔管170的至少一部分从有孔镜165的反射面伸出，因而形成椭圆形阻止器(stopper)。在一方面，有孔镜165被放置在相对于物镜160与被检体的眼睛E的瞳孔共轭的位置处，即，通过物镜160在被检体眼睛E的瞳平面处形成有孔镜165和有孔管170处的环状照明。这使得防止瞳孔反射。

此外，准直透镜175和汇聚透镜180沿摄像轴110串联放置，并且被放置在有孔管170和摄像模块181之间。例如，医生可以通过摄像模块181进行直视，并且观察被测试眼睛E的图像。

在实施例中，摄像设备100还包括控制电路190。控制电路190的输出可以分别连接至驱动电路191和193。驱动电路191和193可以控制分别使用电源192和194向观察光源120和拍摄光源115的供电。例如，驱动电路191和193包括诸如晶体管等的一个或多个电子组件。摄像设备100还包括输入单元195，其中通过该输入单元195，操作者可以提供输入命令。例如，输入单元195可以包括摄像设备100的主体上所设置的一个或多个致动按钮。在接收到来自操作者的输入命令时，控制电路190可以基于输入来向驱动电路191、193其中之一或两者发送操作信号。例如，如果操作者进行输入以在拍摄模式下操作摄像设备100，则控制电路190向连接至拍摄光源115的驱动电路193发送操作信号。同样，如果操作者进行输入以在实时取景模式下操作摄像设备100，则控制电路190向连接至观察光源120的驱动电路191发送操作信号。在实施例中，控制电路190可以控制由处于接通(ON)状况的一个或多个LED发出的光的强度。在另一实施例中，观察光源120的多个LED的操作可以由移动电话通过蓝牙或Wi-Fi来控制。

在操作中，在操作者提供输入以在观察模式或实时取景模式下操作摄像设备100的情况下，驱动电路191发送用以接通连接至观察光源120的电源192的操作信号。在观察光源120接通的情况下，散射器135接收从观察光源120的多个LED中的至少一个LED发出的照明光束。在示例中，散射器135接收从以约大于700nm的波长工作的红外LED发出的照明光束，以使摄像设备100在无散瞳模式下工作。被安装在照明光束的路径中的散射器135上的第二遮蔽件130将照明光束转换为环形照明图案。环形照明图案通过第二聚光透镜145、透明板155、至少一个投影透镜150而聚焦于有孔镜165处，然后通过物镜160被引导至被检体的眼睛E。环形照明图案的图像被选择为聚焦于角膜的表面处并且具有使得照明光能够通过瞳孔传递到玻璃体液以对视网膜进行照明的尺寸。在实施例中，第二遮光件130和有孔管170用于在摄像设备100的实时取景模式期间观察或检查眼睛E的情况下、以及还在摄像设备100的拍摄模式期间拍摄眼底的图像的情况下防止来自角膜的反射。在实施例中，观察光源120本身可以用于观察眼底并在不同摄像模式(即，彩色摄像、ICG摄像、无赤光摄像、IR摄像)下拍摄眼底照片。

此外，在实施例中，在使拍摄光源115致动以拍摄视网膜的被照明部的情况下，来自视网膜的反射光通过物镜160被引导至有孔镜170。有孔镜170以如下的方式设计和定位，使得反射射线沿摄像轴110通过准直透镜175和汇聚透镜180被发送至摄像模块181。因此，沿摄像轴110拍摄被检体的眼睛(E)的图像。在一方面，照明光束和拍摄光束可以沿图1a中的箭头A所示的方向传输，而来自眼睛E的反射沿图1a中的箭头B所示的朝向摄像模块的方向传输。

在实施例中，在摄像设备100的拍摄模式期间，观察光源120可被接通。在另一实施例中，在摄像设备100的拍摄模式期间，观察光源120可被断开。第一遮蔽件125用于在拍摄模式期间防止角膜反射。例如，第一遮蔽件125阻挡拍摄光束的中央部，从而防止角膜反射。因此，获得视网膜或眼底的无反射图像。摄像模块181(例如，智能电话)所接收到的视网膜的图像可被处理、存储或传输至远程服务器或计算机以供存储和评价。

因此，在至少第一遮蔽件125、第二遮蔽件130、有孔镜165和有孔管170的帮助下，在摄像设备100的实时取景模式和拍摄模式期间防止角膜反射。此外，观察光源120和拍摄光源115被布置在同一光轴(即，照明轴105)上。因此，本主题的摄像设备100是紧凑的，并且需要较少空间。

这里所述的透镜和其它组件可以由诸如精密加工玻璃等的合适材料制成。可选地，透明塑料材料可以用于此目的，条件是折射率和其它光学性质与视网膜摄像装置的要求相匹配。制作精密加工玻璃以提供视网膜摄像装置中所要使用的透镜的方法是本领域众所周知的。此外，各透镜相对于各其它透镜的相对定位是本领域众所周知的，并且可以由本领域技术人员在没有过多实验的情况下达到。

图2示出根据本主题的实施例的图1b的第一遮蔽件125上的LED的布置。如先前所提及的，观察光源120包括多个LED 205。

在实施例中，如图2所示，多个LED 205被布置在第一遮蔽件125的中央不透明部182上，并且多个LED 205中的各LED以预定义光波长进行工作。例如，多个LED 205被布置在第一遮蔽件125的中央不透明部182上的一个或多个环中，并且各个环中的LED以预定义光波长进行工作。为简要起见，图2中仅示出五个LED。然而，本领域技术人员应当理解，可以使用任意数量的LED。在实施例中，多个LED 205沿照明轴105被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央。在另一实施例中，观察光源120被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央与外周之间。例如，观察光源120被安装在与第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央非常接近的位置处。因此，本主题通过将多个LED 205安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央处或者中央与外周之间而、不是如传统技术中所公开地将观察光源120安装在第一遮蔽件125的圆周周围，来减少光的损耗。

此外，以摄像设备100可以在散瞳模式、无散瞳模式、无赤光FFA、ICG等其中一个模式下工作的方式来选择多个LED 205中的一个或多个LED 205。在实施例中，多个LED 205中的一个或多个LED 205是红外LED，并且红外LED被接通以使摄像设备100在无散瞳模式下工作。红外LED以大于700nm(例如，800nm)的光波长工作。红外LED可以用于观察被检体的眼睛E。在另一实施例中，多个LED 205中的一个或多个LED 205是白光LED，并且这些白光LED被接通以使摄像设备100在散瞳模式下工作。白光LED可以用于眼底观察和拍摄至少之一。

在实施例中，为了使摄像设备100在无散瞳模式下工作，通过操作适于控制多个LED的操作的控制电路190来从多个LED中选择作为红外LED的一个或多个LED。在另一实施例中，为了使摄像设备100在散瞳模式下工作，通过操作控制电路190来从多个LED 100中选择作为白光LED的一个或多个LED。

图3示出根据本主题的实施例的图1b的第一遮蔽件125上所安装的可转动转台组装件。如先前所提及的，观察光源120包括多个LED 310，这多个LED 310可以以不同的预定义光波长工作。在实施例中，观察光源120包括安装了具有一个或多个预定义光波长的多个LED 310的可转动转台组装件305。例如，观察光源120被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182上。在实施例中，观察光源120沿照明轴105被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央。在另一实施例中，观察光源120被安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央与外周之间。例如，观察光源120被安装在与第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央非常接近的位置处。因此，本主题通过将观察光源120安装在第一遮蔽件125的中央不透明部182的中央处或者中央与外周之间、而不是如传统技术中所公开地将观察光源120安装在第一遮蔽件125的圆周周围，来减少光的损耗。

此外，可转动转台组装件305的转动轴315与照明轴110平行并且以如下的方式与照明轴105分离，使得在可转动转台组装件305转动以选择多个LED310中的以特定波长工作的一个或多个LED的情况下，LED 310中的各LED的中心在照明轴105上对准。

在实施例中，可转动转台组装件305可以转动以选择多个LED 310中的红外LED，以使摄像设备100在无散瞳模式下工作。在另一实施例中，可转动转台组装件305可以转动以选择多个LED 310中的白光LED，以使摄像设备100在散瞳模式下工作。因此，本主题防止了角膜反射并且减少了光的损耗。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法的语言描述了可产生无反射视网膜图像的眼科摄像设备的实施例，但是应当理解，所附权利要求不必限于所描述的特定特征或方法。相反，这些特定特征和方法被公开为示例性实施例。

Claims

1.一种眼科摄像设备(100)，其用于拍摄被检体的眼睛(E)的视网膜图像，所述眼科摄像设备(100)包括：

拍摄光源(115)，其被布置在照明轴(105)上；

第一聚光透镜(140)，其在所述照明轴上被放置在所述拍摄光源(115)前方；

第一遮蔽件(125)，其被放置在所述第一聚光透镜(140)前方并且被放置在距第一聚光透镜(140)一定距离处，其中所述第一遮蔽件(125)具有中央不透明部(182)和外侧的一对同轴环形透明区域(183)；

观察光源(120)，其被安装在所述第一遮蔽件(125)前方的所述第一遮蔽件(125)的中央不透明部(182)上，其中所述观察光源(120)被布置在所述照明轴上；

散射器(135)，其被放置在所述观察光源(120)的前方以使从所述观察光源(120)发出的照明光束散射；

第二遮蔽件(130)，其被安装在所述散射器(135)前方并且被安装在所述散射器(135)上，其中，所述第二遮蔽件(130)具有中央开口部(184)和外侧的一对同轴环形不透明部(185)，并且所述第二遮蔽件(130)用于利用所述照明光束来产生环形照明图案；

有孔管(170)，其被布置在所述第二遮蔽件(130)前方并且被布置在距所述第二遮蔽件(130)一定距离处，其中所述有孔管(170)沿垂直于所述照明轴的摄像轴轴向对准；

有孔镜(165)，其被安装在所述有孔管(170)上，其中，所述有孔镜(165)相对于所述摄像轴(110)成一定角度；以及

摄像模块(181)，其沿所述摄像轴(110)对准并且与所述照明轴(105)垂直，其中所述摄像模块(181)拍摄所述被检体的眼睛(E)的视网膜图像。

2.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述观察光源(120)包括多个LED(205、310)，并且所述眼科摄像设备(100)包括用于控制所述多个LED(205、310)的操作的控制电路(190)。

3.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述观察光源(120)包括卤素灯。

4.根据权利要求2所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述多个LED(205、310)被布置在所述第一遮蔽件(125)的中央不透明部(182)上，并且所述多个LED(205、310)中的各LED以预定义的光波长进行工作。

5.根据权利要求4所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述多个LED(205、310)中的一个或多个LED是红外LED，以使所述眼科摄像设备(100)在无散瞳模式下工作。

6.根据权利要求4所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述多个LED(205、310)中的一个或多个LED是白光LED，以使所述眼科摄像设备(100)在散瞳模式下工作。

7.根据权利要求5所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述红外LED以大于700nm的光波长进行工作。

8.根据权利要求2所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述观察光源(120)包括安装了具有一个或多个预定义波长的多个LED(310)的可转动转台组装件(305)，并且所述可转动转台组装件(305)的转动轴(315)与所述照明轴(105)平行，并且以使得在所述可转动转台组装件(305)转动以选择所述多个LED(310)中的以特定波长工作的一个或多个LED的情况下该LED(310)中的各LED的中心在所述照明轴(105)上对准的方式与所述照明轴(105)分离。

9.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述眼科摄像设备(100)包括具有黑点吸收器的透明板(155)，并且所述透明板(155)被放置在距所述第二遮蔽件(130)一定距离处。

10.根据权利要求9所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述眼科摄像设备(100)包括被放置在所述透明板(155)和所述第二遮蔽件(130)之间的第二聚光透镜(145)。

11.根据权利要求9所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述眼科摄像设备(100)包括被放置在所述有孔管(170)和所述透明板(155)之间的至少一个投影透镜(150)。

12.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述第一遮蔽件(125)和所述第二遮蔽件(130)是环形的。

13.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述观察光源(120)沿所述照明轴(105)安装在所述第一遮蔽件(125)的中央不透明部(182)的中央。

14.根据权利要求1所述的眼科摄像设备(100)，其中，所述观察光源(120)沿所述照明轴(105)安装在所述第一遮蔽件(125)的中央不透明部(182)的中央与外周之间。