CN110151124A - 一种用于获取眼底图像的便携式支架及成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于获取眼底图像的便携式支架及成像系统，解决现有眼底相机的光学和照明系统较为复杂、体积较为庞大，不适宜流动作业使用的问题。其中便携式支架包括支撑板、光学镜头及伸缩调节组件；所述支撑板一侧的两端设有卡口，其另一侧通过伸缩调节组件与光学镜头连接；所述支撑板上开有用于智能手机的摄像头光路通过的通光孔和闪光灯光路通过的照明孔，所述通光孔与光学镜头对正；所述伸缩调节组件用于调节光学镜头与支撑板之间的距离；其中成像系统包括智能手机和该便携式支架，智能手机卡装在支撑板的卡口处。
Description
技术领域
本发明涉及医学辅助检查仪器，具体涉及一种用于获取眼底图像的便携式支架及成像系统。
背景技术
眼睛作为人类感知世界的视觉器官，外界景物通过眼睛光学系统成立一个倒立的实像于视网膜上，视网膜相当于光学成像系统中的接收器，对获取外界信息至关重要。因此，视网膜作为全身唯一可在活体、无创条件下观察血管及其分布状态的组织，成为了目前诊断眼病以及相关全身系统性疾病的重要窗口。视网膜的毛细血管病变可早期诊断高血压、糖尿病、血栓等疾病，因此，眼底成像检查也成为临床医学和现代科学研究的热门对象。
目前，眼底光学成像检查仪器主要有：检眼镜、眼底相机、激光扫描检眼镜、光学相干层析成像，这些检查仪器各有特点，但就目前技术发展的成熟度、生产成本、实用度和操作难度而言，眼底相机具有最广泛的应用。
眼底相机成像的根本是需要良好的光源将眼底照亮，达到光学清晰成像的目的，光源的设计直接影响眼底成像的效果，并且需要充分考虑光强大小，确保对人眼的安全无伤害。
眼底相机作为对眼底直接成像的光学仪器设备，不仅可以针对常见的白内障、青光眼等眼科疾病检查，而且可早期诊断高血压、糖尿病等全身系统疾病，已经成为临床医学和现代科学研究的热门检验设备。
但是，现有的眼底相机采用较大型的办公室或诊疗室设备，其光学和照明系统较为复杂，设备体积较为庞大，另外使用方式大多为固定式，不适宜流动作业中使用。
发明内容
本发明目的是为了解决现有眼底相机的光学和照明系统较为复杂、体积较为庞大，不适宜流动作业使用的问题，提供了一种用于获取眼底图像的便携式支架及成像系统。
本发明的技术方案是：
一种用于获取眼底图像的便携式支架，其特殊之处在于：包括支撑板、光学镜头及伸缩调节组件；所述支撑板一侧的两端设有卡口，其另一侧通过伸缩调节组件与光学镜头连接；所述支撑板上开有用于智能手机的摄像头光路通过的通光孔和闪光灯光路通过的照明孔，所述通光孔与光学镜头对正；所述伸缩调节组件用于调节光学镜头与支撑板之间的距离。
进一步地，所述支撑板上照明孔位置处设有滤光片。
进一步地，所述滤光片为渐变滤光片，所述渐变滤光片为透过率渐变或光谱波段渐变；
所述渐变滤光片采用滤光片镜框或滤光片轮方式安装，用于切换具备不同透过率或不同波段的滤光片，实现眼底图像或多光谱图像的获取。
进一步地，所述伸缩调节组件包括导向柱、滑动杆及带有螺纹锁紧的锁紧柱；所述导向柱一端与支撑板固连，其另一端中心轴开有导向孔，所述滑动杆的一端与光学镜头固连，其另一端伸入导向孔内，能在导向孔内平滑地轴向移动；
所述导向柱侧壁上开有导向长条孔；所述锁紧柱穿过导向长条孔后与滑动杆另一端螺纹连接，锁紧柱可在导向长条孔内移动，转动锁紧柱可将滑动杆与导向柱锁紧固定。
进一步地，所述伸缩调节组件调节范围为80mm～250mm。
进一步地，所述导向柱和滑动杆均采用薄壁结构；所述导向柱与支撑板连接部位设有加强筋。
进一步地，所述光学镜头包括镜框和安装在镜框内的光学镜片，所述镜框的下端与滑动杆连接；所述光学镜片为非球面镜，材料为ZF7。
进一步地，所述非球面镜中心点曲率半径分别为31.54mm和62mm，中心厚度为15mm，直径为45mm。
进一步地，所述非球面镜的表面镀有增透膜。
同时，本发明提供了一种用于获取眼底图像的便携式成像系统，其特殊之处在于：包括智能手机和如上述的用于获取眼底图像的便携式支架；所述智能手机卡装在支撑板的卡口处。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明支撑板为智能手机连接部件，基于智能手机外形，设计为卡口形式，不需要额外的紧固部件，操作方便，根据手机的摄像头和闪光灯的布局，在支撑板上设有通光孔和照明孔，便携式支架结构简单、体积小、携带方便，给使用者拍摄带来了很大的便利，适宜于流动作业中使用；伸缩调节组件调节光学镜头与支撑板之间的距离，能够适应不同人员眼底状态的清晰成像。
2、本发明可在支撑板的照明孔位置处设有渐变滤光片，通过调整渐变滤光片，可调节投射到眼睛上的光强度，避免手机闪光灯亮度太高，长时间照射眼睛，对眼睛造成伤害。并且，通过更换相同接口的光谱渐变滤光片，可以实现眼底多光谱图像的获取。
3、本发明采用导向柱和滑动杆配合，锁紧柱固定、调节距离，距离调节方式简单，并在导向柱侧壁上开有导向长条孔，提供导向作用，防止距离调节时旋转。
4、本发明的导向柱采用薄壁结构、滑动杆采用小直径实体结构，可以减少支架的重量，同时导向柱上设有加强筋，在轻量化的同时增加支架的强度。
5、本发明光学镜头采用非球面镜，减小光学系统的复杂性，减弱外部杂散光对眼底成像的影响，光学镜头材料为ZF7，价格便宜成本低。
6、本发明为了增加透射率，在光学镜片表面镀制增透膜。
7、本发明便携式成像系统，利用便携式支架，结合现有智能手机自带的摄像头和闪光灯，使普通智能手机能够拍摄远处或者放大之后的图像，能够适用于医学检查，操作方便便携适宜流动作业中使用。
附图说明
图1为本发明用于获取眼底图像的便携式成像系统的结构示意图；
图2为本发明用于获取眼底图像的便携式成像系统的一个方向结构示意图；
图3为图2的仰视图；
图4为图2的左视图。
其中，附图标记如下：
1-支撑板，11-卡口，12-通光孔，13-滤光片，2-光学镜头，21-镜框，22-光学镜片，3-伸缩调节组件，31-导向柱，32-滑动杆，33-锁紧柱，34-导向长条孔，4-智能手机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
如图1至4所示，一种用于获取眼底图像的便携式支架，包括支撑板1、光学镜头2及伸缩调节组件3；支撑板1一侧的两端设有卡口11，用于安装智能手机4，其另一侧通过伸缩调节组件3与光学镜头2连接；支撑板1上开有用于智能手机4的摄像头光路通过的通光孔12和闪光灯光路通过的照明孔，通光孔12与光学镜头2对正；伸缩调节组件3用于调节光学镜头2与支撑板1之间的距离。
基于上述支架与智能手机4的结合，提供了一种用于获取眼底图像的便携式成像系统，该系统基于智能手机4的便携式眼底拍照和摄像功能，无需外设供电和装置，利用手机的电源供电，手机显示屏可显示信息，可实现眼底图像的实时显示、摄像，利用手机自身的功能，可实现眼底图像的存储、处理和信息归类，便于后期数据库的建立和医学分析；能够直接观察眼底动脉、静脉、视神经和视网膜等，对眼底结构进行直接检查，不仅可以发现眼部疾病，同时可以发现一些提示身体其他部位病变的异常，其中最重要的是糖尿病或高血压导致的血管改变。
本实施例的光学系统包括智能手机4和上述的便携式支架，支架主要是由基于智能手机4的带有卡口11的支撑板1、光学成像光学镜头2和距离调节的伸缩调节组件3组成，支撑板1一侧的两端为卡口11设计，与手机外形匹配，能够稳定地卡在手机上，根据手机的摄像头和照明灯闪光灯的布局，在支撑板1上设有手机的摄像头光路通过的通光孔12和照明灯光路通过的照明孔，支撑板1与手机卡上后，光路通孔与手机的摄像头和照明灯位置匹配。手机卡在支撑板1的后端，在支撑板1的前端通过伸缩调节组件3与光学镜头2连接。
为保证眼睛对手机闪光灯光的适应能力，在支撑板1上设有滤光片13，位于照明孔位置，即光源位置设计有渐变滤光片轮，配套有两种规格，一种为透过率连续变化，另一种为光的波长连续变化，实现眼底多光谱图像的获取。渐变透过率滤光片轮是通过镀制不同透过率的光学膜系实现透过率渐变，安装的圆形衰减片沿圆周方向透过率为连续渐变，变化值为20％～90％，通过手轮旋转调节投射到眼睛上的光的强度，避免手机闪光灯亮度太高，长时间照射眼睛，造成眼睛伤害。光谱渐变滤光片轮是通过镀制连续渐变的不同波段的光谱膜系，实现某一位置智能通过单一波长的光，光谱变化范围为0.4μm～0.95μm，通过转动手轮调整滤光片轮方位，实现眼底图像的多光谱信息。滤光片轮旋转中心相对于光源中心距离6mm，在卡口11支撑板1上设计有旋转轴安装孔，滤光片轮利用旋转轴进行安装，在轮子上部利用手拨动就可以实现转动，也可通过电动切换实现转动。
伸缩调节组件3为可带动光学镜头2移动的距离调节机构，实现光学镜头2与支撑板1之间的距离调节范围为80mm～250mm，通常情况下，伸缩调节组件3包括导向柱31、滑动杆32及带有螺纹锁紧的锁紧柱33，导向柱31设计直径为12mm，内部为配合圆柱孔，圆柱孔深度为100mm，能够确保伸缩调节组件3在内部沿光路的轴向距离调节，能够适应不同人员眼底状态的清晰成像，距离调节范围可达到80mm。为防止距离调节时，成像基于手机方位稳定、不旋转，在导向柱31的侧壁上设计有导向长条孔34，导向长条孔的直边与导向柱轴线平行，导向长条孔34的宽度为3mm，导向长条孔34的长度为80mm，满足距离调节范围要求。为减小产品的重量，导向柱3采用了薄壁结构，平均壁厚为1.5mm，滑动杆32采用了小尺寸直径实体结构，直径为5mm。为增加支撑刚度，在导向柱31上部应力集中位置，设计有加强筋结构，在轻量化的同时增加零件的强度。导向柱31一端与支撑板1固连，其另一端开有导向孔，滑动杆32的一端与光学镜头2固连，其另一端伸入导向孔内，滑动杆32的直径可以为8mm，与导向柱31中空孔配合，能够在中空孔内平滑地轴向移动。滑动杆32伸入导向柱31内的一端端部上设计有带螺纹锁紧的锁紧柱33，锁紧柱33由导向柱31沿着导向柱31上的导向长条孔34进行移动，并且距离调节合适位置后，转动锁紧柱33将滑动杆32锁紧固定。本实施例中，导向柱31一端与支撑板1固连为一个零件(一体成型加工)，滑动杆32的一端与光学镜头2固连为一个零件，镜框21的下端与滑动杆32的一端连接连接成为一个零件。
光学镜头2包括镜框21和光学镜片22，光学镜头2与镜框21采用三片式斜槽旋转卡紧方式，避免了常规螺纹或螺钉等紧固方式加工的不便，适用于批量生产，降低了成本。滑动杆32设计在光学镜头2边缘，保证整体组装后，镜片光轴与手机摄像头中心一致。
为减小光学系统的复杂性，避免或尽量减弱外部杂散光对眼底成像的影响。光学镜头2设计为一非球面结构，为医学35D标准。光学玻璃材料采用ZF7材料，价格便宜易于降低成本实现产品化生产。为增加透过率，镜片表面镀制多层增透膜，膜系波长范围450nm～800nm，平均透过率大于98％，膜层质量按照行业或国军标规定执行。非球面镜片中心点曲率半径分别为31.54mm和62mm，中心厚度为15mm，非球面方程设计为镜片直径为45mm，有效孔径为40mm。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。
Claims (10)
1.一种用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：包括支撑板(1)、光学镜头(2)及伸缩调节组件(3)；
所述支撑板(1)一侧的两端设有卡口(11)，其另一侧通过伸缩调节组件(3)与光学镜头(2)连接；
所述支撑板(1)上开有用于智能手机(4)的摄像头光路通过的通光孔(12)和闪光灯光路通过的照明孔，所述通光孔(12)与光学镜头(2)对正；
所述伸缩调节组件(3)用于调节光学镜头(2)与支撑板(1)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述支撑板(1)上照明孔位置处设有滤光片(13)。
3.根据权利要求2所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：
所述滤光片(13)为渐变滤光片，所述渐变滤光片为透过率渐变或光谱波段渐变；
所述渐变滤光片采用滤光片镜框或滤光片轮方式安装，用于切换具备不同透过率或不同波段的滤光片，实现眼底图像或多光谱图像的获取。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：
所述伸缩调节组件(3)包括导向柱(31)、滑动杆(32)及带有螺纹锁紧的锁紧柱(33)；
所述导向柱(31)一端与支撑板(1)固连，其另一端开有导向孔，所述滑动杆(32)的一端与光学镜头(2)固连，其另一端伸入导向孔内，能在导向孔内平滑地轴向移动；
所述导向柱(31)侧壁上开有导向长条孔(34)；
所述锁紧柱(33)穿过导向长条孔(34)后与滑动杆(32)另一端螺纹连接，锁紧柱(33)可在导向长条孔(34)内移动，锁紧柱(33)可将滑动杆(32)与导向柱(31)锁紧固定。
5.根据权利要求4所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述伸缩调节组件(3)调节范围为80mm～250mm。
6.根据权利要求5所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述导向柱(31)采用薄壁结构，所述滑动杆(32)采用小直径实体结构；
所述导向柱(31)与支撑板(1)连接部位设有轴向加强筋。
7.根据权利要求6所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述光学镜头(2)包括镜框(21)和安装在镜框(21)内的光学镜片(22)，所述镜框(21)的下端与滑动杆(32)的一端连接；
所述光学镜片(22)为非球面镜，材料为ZF7。
8.根据权利要求7所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述非球面镜中心点曲率半径分别为31.54mm和62mm，中心厚度为15mm，直径为45mm。
9.根据权利要求8所述的用于获取眼底图像的便携式支架，其特征在于：所述非球面镜的两个表面镀有增透膜。
10.一种用于获取眼底图像的便携式成像系统，其特征在于：包括智能手机(4)和如权利要求1至9任一所述用于获取眼底图像的便携式支架；
所述智能手机(4)卡装在支撑板(1)的卡口(11)处。
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