CN109893086A - 一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，包括机身光学组件、眼底镜光学组件与眼睛，所述机身光学组件包括感光元件与固视灯组件，所述感光元件用来获取眼底的影像，所述固视灯组件用来引导被测者进行眼底成像，且固视灯组件包括中心固视灯发光单元与边缘固视灯发光单元，所述眼底镜光学组件包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、入射偏振片、分束器、出射偏振片、照明光源组件。该照明光源与固视光源同轴的眼底相机避免了照明光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，也避免了固视灯光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，而只有眼底区域消偏振的漫反射光才能通过出射偏振片。

Description

一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机

技术领域

本发明涉及眼底相机领域，具体为一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机。

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。

眼底相机由照明光路、固视灯光路、成像光路三部分组成，照明光路负责将眼底区域均匀照明，以供成像光路获取清晰的图像；固视灯光路引导被测者将眼球转至合适的位置，以供成像光路采集眼底所需要的图像，并防止眼球在采集图像的过程中转动；成像光路负责将眼底区域成像到感光元件。目前手持式眼底相机的照明光路与固视灯光路是分离的；另外，某些眼底相机的固视灯光路安装在眼底相机属的眼底镜内，是不能随被测者眼球屈光度的不同而进行调焦的；还有的眼底相机的固视灯光路，是穿过整个成像光路的，这会引入杂散光。

现有的眼底相机，固视灯光源是经由成像光路导入的，从感光元件共轭的位置处穿过整个成像光路，会引入杂散光，所采集的图像中间会出现一个小圆点，这个小圆点就是固视灯；现有的一些眼底相机，固视灯光源是经由外部光路导入的，固视灯光源安装在眼底镜内，与感光元件不是共轭关系，无法与感光元件一起调焦。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，该照明光源与固视光源同轴的眼底相机将照明光路与固视灯光路集成在一支光路上，光路同轴，经眼底镜的外部光路导入，固视灯光路穿过照明光路的中心，照明光源与固视灯光源经过入射偏振片后均变为线偏振光，出射偏振片会将入射到接目镜、角膜上的杂散光(接目镜、角膜上反射的杂散光仍为线偏振光)均挡在后续成像光路之外，既避免了照明光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，也避免了固视灯光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，而只有眼底区域消偏振的漫反射光才能通过出射偏振片。

(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：一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，包括机身光学组件、眼底镜光学组件与眼睛，所述机身光学组件包括感光元件与固视灯组件，所述感光元件用来获取眼底的影像，所述固视灯组件用来引导被测者进行眼底成像，且固视灯组件包括中心固视灯发光单元与边缘固视灯发光单元，所述眼底镜光学组件包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、入射偏振片、分束器、出射偏振片、照明光源组件、固视灯反射透镜、固视灯准直透镜与固视灯光源组件眼底镜外置，所述照明光源组件包括近红外发光单元与可见光发光单元，所述眼睛包括角膜、房水、瞳孔、晶状体、玻璃体与眼底，所述感光元件与固视灯组件，互为共轭关系，可以集成在一起同时调焦，也可以将固视灯安装在眼底镜上外置，所述固视灯组件的光源经由固视灯准直透镜、固视灯反射镜、分束器、第一透镜组导入被测者眼底，分束器位于第一透镜组与第三透镜组之间，所述固视灯准直透镜用于将固视灯光源进行准直，所述固视灯反射透镜用于将准直后的固视灯光源反射到出射偏振片，并成为线偏振光后入射到分束器上，所述分束器既可以为普通分光器，如平片玻璃分光器，也可以为棱镜，或其它类型的分束器。所述出射偏振片用于将固视灯光源、照明光源过滤为线偏振光，所述照明光源组件的照明光源包含近红外发光单元与可见光发光单元，并以偏离于照明光路与固视灯光路光轴的方式依次入射到出射偏振片、分束器上，所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组形成成像透镜组，用来将眼底图像成像到感光元件，所述入射偏振片用来将反射回来的线偏振光挡在成像光路组之外，并允许眼底漫反射回来的消偏振光通过成像光路组，最终入射到感光元件上。

优选的，所述固视灯组件包含一个或多个发光单元，发光单元可以是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)，或其它发光器件。

优选的，所述照明光源组件可以各包含一只或多只LED(发光二极管)与LD(激光二极管)，或其它发光器件。

优选的，所述照明光源可以直接入射(未准直)到出射偏振片或经过准直后入射到出射偏振片上。

优选的，所述照明光源组件的照明光源可以绕照明光路与固视灯光路的光轴对称环形排列或非对称的离轴排列，所述照明光源会成为漫反射光源。

优选的，所述出射偏振片与入射偏振片的偏振方向互相垂直。

优选的，所述该眼底相机还包括图像处理与存储模组，用来处理并储存感光元件采集到的眼底图像或视频。

优选的，所述该眼底相机还包括显示模组，用来显示感光元件所采集到的眼底图像或视频。

优选的，所述该眼底相机还包括通信与电源接口，用来连接眼底相机的各组件，包括数据传输与电源的输入与输出。

(三)有益效果

本发明提供了一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，具备以下有益效果：

本发明将照明光路与固视灯光路集成在一支光路上，光路同轴，经眼底镜的外部光路导入，固视灯光路穿过照明光路的中心，照明光源与固视灯光源经过入射偏振片后均变为线偏振光，出射偏振片会将入射到接目镜、角膜上的杂散光(接目镜、角膜上反射的杂散光仍为线偏振光)均挡在后续成像光路之外，既避免了照明光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，也避免了固视灯光源产生的杂散光进入后续的成像光路直至感光元件，而只有眼底区域消偏振的漫反射光才能通过出射偏振片；

由于人眼存在近视或远视的问题(屈光度不正)，固视灯光源需要针对不同的被测者提供不同的焦距，可以将固视灯光源与感光元件设计在共轭的位置，并且可以联动调焦，当眼底区域在感光元件上成清晰图像时，人眼也能清晰的看到固视灯光源。当然，对于某些被测者的屈光度要求不高的场合，固视灯光源也可以安装在眼底相机所属的眼底镜外部光路上。

附图说明

图1为本发明一实施案例的眼底相机光路示意图。

图2为本发明一实施案例的眼底相机光路3D视图。

图3为本发明一实施案例中的5只固视灯发光单元的排列方式的示意图。

图4为本发明一实施案例中的7只固视灯发光单元的排列方式的示意图。

图5为本发明一实施案例中的固视灯组件的可观察范围的示意图。

图6为本发明一实施案例中的固视灯组件的可观察范围的示意图。

图7为本发明一实施案例的眼底相机固视灯光源组件在眼底镜内的光路示意图。

图8为本发明一实施案例的眼底相机固视灯光源组件在眼底镜内的光路3D视图。

图9为本发明一实施案例中的发光单元排列方式之一的示意图。

图10为本发明一实施案例中的发光单元非对称的排列方式之一的示意图；

图中：1、机身光学组件；11、感光元件；12、固视灯组件；12a、中心固视灯发光单元；12b、边缘固视灯发光单元；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、出射偏振片；25、分束器；26、入射偏振片；27、照明光源组件；27a、近红外发光单元；27b、可见光发光单元；28、固视灯反射透镜；29、固视灯准直透镜；30、固视灯光源组件眼底镜外置；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。

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1-10，本发明提供一种技术方案：一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，机身光学组件1包括感光元件11、固视灯组件12(固视灯组件12包含1个中心固视灯发光单元12a，包含0个若干个边缘固视灯发光单元12b)；眼底镜光学组件2包含第一透镜组21、第二透镜组22、第三透镜组23、入射偏振片26、分束器25、出射偏振片24、照明光源组件27(近红外发光单元27a、可见光发光单元27b)、固视灯反射透镜28、固视灯准直透镜29；

入射偏振片26与出射偏振片24的偏振方向互相正交；

感光元件11可以是CCD或CMOS；

感光元件11与固视灯组件12与集成在一起，同时互为共轭关系，可以针对不同屈光度的被测者同时进行调焦；

固视灯光源组件20用以提供一固视光经由固视灯准直透镜29、分束器25、第一透镜组21入射并成像于眼睛3的眼底36；

固视灯组件12包含中心固视灯发光单元12a以及0个或若干个边缘固视灯发光单元12b，其中多个边缘固视灯发光单元12b环绕中心固视灯发光单元12a且呈环形对称排列；图5为被测者对应图3所示的固视灯组件12导引后由操作者可观察范围；如图5所示，若被测者注视中心固视灯发光单元12a，操作者的可观察范围仅为中心观察范围R1；若经由固视光导引被测者眼睛3转动至特定方向，则操作者的可观察范围即拓展至边缘范围R2；可以理解的是，眼睛3转动至不同方向所获得的影像可合成为一较大的影像，如图5的外框图所示；图6被测者对应图4所示的固视灯组件12导引后由操作者可观察范围；

如图8、图9所示，对于某些针对眼睛3屈光度调节要求不高的场合，固视灯光源组件眼底镜外置30也可以安装在眼底镜光学组件2内固动不动，不随感光元件11一起调焦；

近红外发光单元27a与可见光发光单元27b可以是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)；

多个近红外发光单元27a、可见光发光单元27b绕照明光路与固视灯光路光轴OA1排列，如图10所示，首先点亮多个近红外发光单元27a，以偏离照明光路与固视灯光路光轴OA1的方式首先通过出射偏振片24成为线偏振光，然后再以偏离成像光轴OA2的方式入射到第一透镜组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，最后照射到眼睛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26上，只有完全消偏振或部分消偏振的光才能通过入射偏振片26，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11，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片26之外，从而较大的提高感光元件11的信噪比；

当感光元件11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11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27b，以偏离照明光路与固视灯光路光轴OA1的方式首先通过出射偏振片24成为线偏振光，然后再以偏离成像光轴OA2的方式入射到第一透镜组21，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26上，只有完全消偏振的光或部分偏振光才能通过入射偏振片26，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11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26之外，从而较大的提高感光元件11的信噪比。

固视灯组件12包含一个或多个发光单元，发光单元可以是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)，或其它发光器件；照明光源组件27可以各包含一只或多只LED(发光二极管)与LD(激光二极管)，或其它发光器件；照明光源L1可以直接入射(未准直)到出射偏振片24或经过准直后入射到出射偏振片24上；照明光源L1可以绕照明光路与固视灯光路的光轴对称环形排列或非对称的离轴排列；出射偏振片24与入射偏振片26的偏振方向互相垂直；该眼底相机还包括图像处理与存储模组，用来处理并储存感光元件11采集到的眼底图像或视频；该眼底相机还包括显示模组，用来显示感光元件11所采集到的眼底图像或视频；该眼底相机还包括通信与电源接口，用来连接眼底相机的各组件，包括数据传输与电源的输入与输出。

综上所述，该照明光源与固视光源同轴的眼底相机，机身光学组件1包括感光元件11、固视灯组件12(固视灯组件12包含1个中心固视灯发光单元12a，包含0个或若干个边缘固视灯发光单元12b)；眼底镜光学组件2包含第一透镜组21、第二透镜组22、第三透镜组23、入射偏振片26、分束器25、出射偏振片24、照明光源组件27(近红外发光单元27a、可见光发光单元27b)、固视灯反射透镜28、固视灯准直透镜29；入射偏振片26与出射偏振片24的偏振方向互相正交；感光元件11可以是CCD或CMOS；感光元件11与固视灯组件12与集成在一起，同时互为共轭关系，可以针对不同屈光度的被测者同时进行调焦；固视灯光源组件20用以提供一固视光经由固视灯准直透镜29、分束器25、第一透镜组21入射并成像于眼睛3的眼底36；固视灯组件12包含中心固视灯发光单元12a以及0个或若干个边缘固视灯发光单元12b，其中多个边缘固视灯发光单元12b环绕中心固视灯发光单元12a且呈环形对称排列；图5为被测者对应图3所示的固视灯组件12导引后由操作者可观察范围；如图5所示，若被测者注视中心固视灯发光单元12a，操作者的可观察范围仅为中心观察范围R1；若经由固视光导引被测者眼睛3转动至特定方向，则操作者的可观察范围即拓展至边缘范围R2；可以理解的是，眼睛3转动至不同方向所获得的影像可合成为一较大的影像，如图5的外框图所示；图6被测者对应图4所示的固视灯组件12导引后由操作者可观察范围；如图8、图9所示，对于某些针对眼睛3屈光度调节要求不高的场合，固视灯光源组件眼底镜外置30也可以安装在眼底镜光学组件2内固定不动，不随感光元件11一起调焦；近红外发光单元27a与可见光发光单元27b可以是LED(发光二极管)或LD(激光二极管)；多个近红外发光单元27a、可见光发光单元27b绕照明光路与固视灯光路光轴OA1排列，如图10所示，首先点亮多个近红外发光单元27a，以偏离照明光路与固视灯光路光轴OA1的方式首先通过出射偏振片24成为线偏振光，然后再以偏离成像光轴OA2的方式入射到第一透镜组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，最后照射到眼睛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26上，只有完全消偏振或部分消偏振的光才能通过入射偏振片26，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11，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片26之外，从而较大的提高感光元件11的信噪比；当感光元件11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11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27b，以偏离照明光路与固视灯光路光轴OA1的方式首先通过出射偏振片24成为线偏振光，然后再以偏离成像光轴OA2的方式入射到第一透镜组21，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26上，只有完全消偏振的光或部分偏振光才能通过入射偏振片26，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11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26之外，从而较大的提高感光元件11的信噪比。

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 (9)

1.一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，包括机身光学组件、眼底镜光学组件与眼睛，其特征在于：所述机身光学组件包括感光元件与固视灯组件，所述感光元件用来获取眼底的影像，所述固视灯组件用来引导被测者进行眼底成像，且固视灯组件包括中心固视灯发光单元与边缘固视灯发光单元，所述眼底镜光学组件包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、入射偏振片、分束器、出射偏振片、照明光源组件、固视灯反射透镜、固视灯准直透镜与固视灯光源组件眼底镜外置，所述照明光源组件包括近红外发光单元与可见光发光单元，所述眼睛包括角膜、房水、瞳孔、晶状体、玻璃体与眼底，所述感光元件与固视灯组件，互为共轭关系，可以集成在一起同时调焦，也可以将固视灯安装在眼底镜上外置，所述固视灯组件的光源经由固视灯准直透镜、固视灯反射镜、分束器、第一透镜组导入被测者眼底，分束器位于第一透镜组与第三透镜组之间，所述固视灯准直透镜用于将固视灯光源进行准直，所述固视灯反射透镜用于将准直后的固视灯光源反射到出射偏振片，并成为线偏振光后入射到分束器上，所述出射偏振片用于将固视灯光源、照明光源过滤为线偏振光，所述照明光源组件的照明光源包含近红外发光单元与可见光发光单元，并以偏离于照明光路与固视灯光路光轴的方式依次入射到出射偏振片、分束器上，所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组形成成像透镜组，用来将眼底图像成像到感光元件，所述入射偏振片用来将反射回来的线偏振光挡在成像光路组之外，并允许眼底漫反射回来的消偏振光通过成像光路组，最终入射到感光元件上。

2.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述固视灯组件包含一个或多个发光单元，发光单元可以是LED或LD，或其它发光器件。

3.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述照明光源组件可以各包含一只或多只LED与LD，或其它发光器件。

4.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述照明光源可以直接入射到出射偏振片或经过准直后入射到出射偏振片上，所述照明光源会成为漫反射光源。

5.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述照明光源组件的照明光源可以绕照明光路与固视灯光路的光轴对称环形排列或非对称的离轴排列。

6.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述出射偏振片与入射偏振的偏振方向互相垂直。

7.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述该眼底相机还包括图像处理与存储模组，用来处理并储存感光元件采集到的眼底图像或视频。

8.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述该眼底相机还包括显示模组，用来显示感光元件所采集到的眼底图像或视频。

9.根据权利要求1所述的一种照明光源与固视光源同轴的眼底相机，其特征在于：所述该眼底相机还包括通信与电源接口，用来连接眼底相机的各组件，包括数据传输与电源的输入与输出。