CN109893085A - 一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，包括机身光学组件与眼底镜光学组件，其中机身光学组件包括近红外发光单元、可见光发光单元及感光元件，眼底镜光学组件包括偏振片组、成像透镜组、第一透镜组、第二透镜组、第三透镜及导光纤维，其中导光纤维包括近红外发光单元导光纤维，可见光发光单元导光纤维。该光纤导入照明光源的手持式眼底相机，既节约了成本，也增加了设备的可靠性，同时也使体积可以控制得更小，另外，由于白光LED封装工艺的原因，存在光束色温均匀性、显色指数均匀性差的问题，经由光纤导入的光束光强均匀性、色温均匀性更好，显色指数更统一，可以较好的改善成像质量。

Description

一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机

技术领域

本发明涉及相机领域，具体为一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机。

背景技术

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定的软件才可以使用，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。

而手持式眼底相机体积小，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。

手持式眼底相机一般分为两部分：眼底镜与机身。

LED光源是近年来出现的一种可以高度集成的一种照明光源，其相对传统的光源，LED有寿命长、节约能源、亮度高等优点，但由于封装工艺的原因，它不可避免的存在光源中间部分光强分布均匀性、色温均匀性、显色指数均匀性较好，而边缘部分较差的问题，采用这种光源所折拍出来的照片会与真实的眼底图像存在差异，光纤是一种成本低、性能优良的一种导光纤维，它利用全反射的原理，可以将LED光源经过多次的全反射，使色温均匀性、显色指数均匀性获得较大的提高，同时，由于光纤具有良好的柔韧性，可以将光源导入到普通LED无法导入的地方。

为了解决上述问题，将普通的LED集成到眼底相机的机身内，同时通过光纤将光源导入到眼底镜内，既解决了色温均匀性、显色指数均匀性不好的问题，又利用光纤的柔韧性可以将眼底相机的体积控制得更加小巧精致。

目前市面所售的手持式眼底相机，镜头一般可更换，他们一般都是将光源和光源驱动电路板集成在眼底镜内，红外LED作为观察光源，同时一般选择白光LED作为直接的闪光灯光源，当启动红外LED光源作为照明光源，调焦找到最清晰的位置时，红外LED光源关闭，同时立即启动闪光灯光源可见光LED，在人眼来不及瞳孔收缩的时候，感光元件经由成像光路获得了眼底的图像。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，该光纤导入照明光源的手持式眼底相机，既节约了成本，也增加了设备的可靠性，同时也使体积可以控制得更小，另外，由于白光LED封装工艺的原因，存在光束色温均匀性、显色指数均匀性差的问题，经由光纤导入的光束光强均匀性、色温均匀性更好，显色指数更统一，可以较好的改善成像质量。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，包括机身光学组件与眼底镜光学组件，其中机身光学组件包括近红外发光单元、可见光发光单元及感光元件，眼底镜光学组件包括偏振片组、成像透镜组、第一透镜组、第二透镜组、第三透镜及导光纤维，其中导光纤维包括近红外发光单元导光纤维，可见光发光单元导光纤维，所述近红外发光单元导光纤维用来将近红外发光单元的光束导入到该眼底相机的成像透镜组内，靠近第二透镜组的一侧，以偏离光轴的方式并通过偏振片组的出射偏振片后成为线偏振光，入射到第一透镜组，然后依次经过第一透镜组、角膜、房水、瞳孔、晶状体、玻璃体后，照射到眼睛的眼底，所述可见光发光单元导光纤维用来将可见光发光单元的光束导入到该眼底相机的成像透镜组内，光束出射端偏离光轴，出射光束射向成像透镜组的第一透镜组，并经此透镜最终入射到眼底，汇聚到眼底的近红外照明光源会成为漫反射光源，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体、晶状体、瞳孔、房水、角膜、第一透镜组，入射到偏振片组的偏振片上，只有完全消偏振的光或部分消偏振的光才能通过偏振片组的偏振片，然后依次通过第二透镜组、第三透镜组，最终到达感光元件，所述偏振片组的偏振片用来获取近红外发光单元或可见光发光单元的偏振光部分，并将反射回来的偏振光挡在成像光路之外，所述成像透镜组包含若干个透镜组，用来将眼底图像成像到感光元件，所述感光元件用来获取眼底的影像。

优选的，所述近红外发光单元可以是1只或多只LED或LD，或其它发光器件，所述可见光发光单元可以是1只或多只LED或LD，或其它发光器件。

优选的，所述近红外发光单元导光纤维或可见光发光单元导光纤维可以是1支或多支光纤组成的光纤束，该光纤可以是塑料光纤或石英光纤或其它任何可以导光的介质。

优选的，所述近红外发光单元、可见光发光单元分别紧贴近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维，或通过会聚透镜将光束分别聚焦入射到近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维内。

优选的，所述近红外发光单元可以入射到1支近红外发光单元导光纤维或由多支近红外发光单元导光纤维组成的近红外发光单元导光纤维束，所述可见光发光单元可以入射到1支可见光发光单元导光纤维或由多支可见光发光单元导光纤维组成的可见光发光单元导光纤维束。

优选的，所述偏振片组由两片或两片以上不同偏振方向的出射偏振片与入射偏振片组成，该偏振片组为拼接而成或分离而成。

优选的，所述感光元件以手动或自动的方式沿成像透镜组的光轴方向移动进行调焦。

(三)有益效果

本发明提供了一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，具备以下有益效果：将光源和光源驱动电路板设计在机身内，与机身电路板集成在一起，将光源经塑料光纤或其它类型的光纤导入到眼底镜头内，既节约了成本，也增加了设备的可靠性，同时也使体积可以控制得更小，另外，由于白光LED封装工艺的原因，存在光束色温均匀性、显色指数均匀性差的问题，经由光纤导入的光束光强均匀性、色温均匀性更好，显色指数更统一，可以较好的改善成像质量。

附图说明

图1为本发明实施案例的眼底相机3D剖示图；

图2为本发明实施案例的眼底相机的3D图；

图3为本发明实施案例中的偏振片拼接方式之一的示意图；

图4为本发明实施案例中的发光单元排列方式之一的示意图；

图5为本发明实施案例中的光纤排列方式之一的示意图；

图6为本发明实施案例中的发光单元与光纤组合在一起的排列方式之一的示意图；

图7为本发明实施案例中的发光单元非对称的排列方式之一的示意图；

图8为本发明实施案例中的光纤非对称的排列方式之一的示意图；

图9为本发明实施案例中的发光单元与光纤组合在一起的非对称的排列方式之一的示意图；

图10为本发明实施案例的另一种光纤排列方式的眼底相机3D剖示图(一只发光单元紧贴一支光纤束)；

图11为本发明实施案例的另一种光纤排列方式的眼底相机的3D图(一只发光单元紧贴一支光纤束)；

图12为本发明实施案例中的另一种发光单元排列方式之一的示意图；

图13为本发明实施案例中的另一种光纤束排列方式之一的示意图(朝向光源的一端，多支光纤捆绑在一起，另一端绕光轴排列)；

图14为本发明实施案例中的另一种发光单元与光纤束组合在一起的排列方式之一的示意图(一只发光单元紧贴一支光纤束，朝向光源的一端，多支光纤捆绑在一起，另一端绕光轴排列)；

图中：1、机身光学组件；11a、近红外发光单元；11b、可见光发光单元；12、感光元件；2、眼底镜光学组件；21、第一透镜组；22、第二透镜组；23、第三透镜组；24、偏振片组；241、出射偏振片；242、入射偏振片；25、导光纤维；25a、近红外发光单元导光纤维；25b、可见光发光单元导光纤维；25A、近红外发光单元导光纤维束；25B、可见光发光单元导光纤维束；3、眼睛；31、角膜；32、房水；33、瞳孔；34、晶状体；35、玻璃体；36、眼底；L1、照明光源；L2、漫反射光源；OA、光轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，包括机身光学组件1、眼底镜光学组件2与眼睛3，其中机身光学组件1包括近红外发光单元11a、可见光发光单元11b及感光元件12，眼底镜光学组件2包括偏振片组24、成像透镜组、第一透镜组21、第二透镜组22、第三透镜组23及导光纤维25，其中导光纤维25包括近红外发光单元导光纤维25a，可见光发光单元导光纤维25b，近红外发光单元导光纤维25a用来将近红外发光单元11a的光束导入到眼底相机的成像透镜组内，靠近第二透镜组22的一侧，以偏离光轴OA的方式并通过出射偏振片241后成为线偏振光，入射到第一透镜组21，然后依次经过第一透镜组21、角膜31、房水32、瞳孔33、晶状体34、玻璃体35后，照射到眼睛3的眼底36，可见光发光单元导光纤维25b用来将可见光发光单元11b的光束导入到眼底相机镜头的成像透镜组内，光束出射端偏离光轴OA，出射光束射向成像透镜组的第一透镜组21，并经此透镜最终入射到眼底36，汇聚到眼底36的近红外照明光源L1会成为漫反射光源L2，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体35、晶状体34、瞳孔33、房水32、角膜31、第一透镜组21，入射到入射偏振片242上，只有完全消偏振的光或部分消偏振的光才能通过入射偏振片242，然后依次通过第二透镜组22、第三透镜组23，最终到达感光元件12，偏振片用来获取近红外发光单元11a或可见光发光单元11b的偏振光部分，并将反射回来的偏振光挡在成像光路之外，成像透镜组包含若干个透镜组，用来将眼底图像成像到感光元件12，感光元件12用来获取眼底36的影像，近红外发光单元11a可以是1只或多只LED或LD，或其它发光器件，该LED为发光二极管，该LD为激光二极管，可见光发光单元11b可以是1只或多只LED或LD，或其它发光器件，近红外发光单元导光纤维25a或可见光发光单元导光纤维25b可以是1支或多支光纤组成的光纤束，该光纤可以是塑料光纤或石英光纤或其它任何可以导光的介质，近红外发光单元11a、可见光发光单元11b分别紧贴近红外发光单元导光纤维25a、可见光发光单元导光纤维25b，或通过会聚透镜将光束分别聚焦入射到近红外发光单元导光纤维25a、可见光发光单元导光纤维25b内，近红外发光单元11a可以入射到1支近红外发光单元导光纤维25a或由多支近红外发光单元导光纤维25a组成的近红外发光单元导光纤维束25A，可见光发光单元11b可以入射到1支可见光发光单元导光纤维25b或由多支可见光发光单元导光纤维25b组成的可见光发光单元导光纤维束25B，偏振片组24由两片或两片以上不同偏振方向的出射偏振片241与入射偏振片242组成，该偏振片组24为拼接而成或分离而成，感光元件12以手动或自动的方式沿成像透镜组的光轴OA方向移动进行调焦。

综上所述，该光纤导入照明光源的手持式眼底相机，首先点亮多个近红外发光单元11a，通过多个近红外发光单元导光纤维25a将照明光源L1导入到眼底镜光学组件2内，靠近第二透镜组22的一侧，以偏离光轴OA的方式并通过出射偏振片241后成为线偏振光，入射到第一透镜组21，然后依次经过第一透镜组21、角膜31、房水32、瞳孔33、晶状体34、玻璃体35后，照射到眼睛3的眼底36，会聚到眼底36的近红外照明光源L1会成为漫反射光源L2，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体35、晶状体34、瞳孔33、房水32、角膜31、第一透镜组21，入射到入射偏振片242上，只有完全消偏振的光或部分消偏振的光才能通过入射偏振片242，然后依次通过第二透镜组22、第三透镜组23，最终到达感光元件12，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片242之外，从而较大的提高感光元件12的信噪比，当感光元121件获取到来自眼底36的图像后，可能会不清晰，可手动或自动对感光元件12进行调焦，直到得到一个比较清晰的图像时，立即启动可见光发光单元11b，与可见光发光单元11b紧贴的可见LED导光纤维25b将照明光源L1导入到眼底镜光学组件2内，靠近第二透镜组22的一侧，以偏离光轴OA的方式并依次通过第一透镜组21、角膜31、房水32、瞳孔33、晶状体34、玻璃体35后，最后照射到眼睛3的眼底36，会聚到眼底36的可见照明光源L1会成为漫反射光源L2，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体35、晶状体34、瞳孔33、房水32、角膜31、第一透镜组21，入射到入射偏振片242上，只有完全消偏的光才能通过入射偏振片242，然后依次通过第二透镜组22、第三透镜组23，最终到达感光元件12形成所需要的图像信息，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片242之外，从而较大的提高感光元件12的信噪比，在该实施案例中，多个近红外发光单元11a与多个可见光发光单元11b可以分别是一个或多个，排列方式可以是图4、图5、图6的环形排列，也可以是图7、图8、图9的单侧排列，但不限于图中所示，类似的以偏离于光轴OA入射到第一透镜组21的排列方式均在本发明的范围之内，图10为本发明实施案例的另一种光纤排列方式的眼底相机3D剖示图，一只发光单元紧贴1支或多支光纤，图12为1只近红外发光单元11a与1只可见光发光单元11b的排列示意图，也可以1只以上近红外发光单元11a与1只以上可见光发光单元11b进行排列，图13为1支近红外发光单元导光纤维束25A与1只可见光发光单元导光纤维束25B的排列示意图，近红外发光单元导光纤维束25A与可见光发光单元导光纤维束25B分别至少由1支近红外发光单元导光纤维25a与1支可见光发光单元导光纤维25b组成，图14为发光单元与光纤束组合在一起的排列方式之一，一只发光单元紧贴一支光纤束。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，包括机身光学组件与眼底镜光学组件，其中机身光学组件包括近红外发光单元、可见光发光单元及感光元件，眼底镜光学组件包括偏振片组、成像透镜组、第一透镜组、第二透镜组、第三透镜及导光纤维，其中导光纤维包括近红外发光单元导光纤维，可见光发光单元导光纤维，其特征在于：所述近红外发光单元导光纤维用来将近红外发光单元的光束导入到该眼底相机的成像透镜组内，靠近第二透镜组的一侧，以偏离光轴的方式并通过偏振片组的出射偏振片后成为线偏振光，入射到第一透镜组，所述可见光发光单元导光纤维用来将可见光发光单元的光束导入到该眼底相机的成像透镜组内，光束出射端偏离光轴，出射光束射向成像透镜组的第一透镜组，并经此透镜最终入射到眼底，汇聚到眼底的近红外照明光源会成为漫反射光源，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体、晶状体、瞳孔、房水、角膜、第一透镜组，入射到偏振片组的偏振片上，只有完全消偏振的光或部分消偏振的光才能通过偏振片组的偏振片，然后依次通过第二透镜组、第三透镜组，最终到达感光元件，所述偏振片组的偏振片用来获取近红外发光单元或可见光发光单元的偏振光部分，并将反射回来的偏振光挡在成像光路之外，所述成像透镜组包含若干个透镜组，用来将眼底图像成像到感光元件，所述感光元件用来获取眼底的影像。

2.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述近红外发光单元为1只或多只LED或LD，或其它发光器件，所述可见光发光单元为1只或多只LED或LD，或其它发光器件。

3.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述近红外发光单元导光纤维或可见光发光单元导光纤维可以是1支或多支光纤组成的光纤束，该光纤可以是塑料光纤或石英光纤或其它任何可以导光的介质。

4.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述近红外发光单元、可见光发光单元分别紧贴近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维，或通过会聚透镜将光束分别聚焦入射到近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维内。

5.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述近红外发光单元可以入射到1支近红外发光单元导光纤维或由多支近红外发光单元导光纤维组成的近红外发光单元导光纤维束，所述可见光发光单元可以入射到1支可见光发光单元导光纤维或由多支可见光发光单元导光纤维组成的可见光发光单元导光纤维束。

6.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述偏振片组由两片或两片以上不同偏振方向的出射偏振片与入射偏振片组成，该偏振片组为拼接而成或分离而成。

7.根据权利要求1所述的一种光纤导入照明光源的手持式眼底相机，其特征在于：所述感光元件以手动或自动的方式沿成像透镜组的光轴方向移动进行调焦。