CN111035357B - 一种眼底照相机光学系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种眼底照相机光学系统及其工作方法，该系统包括：环形LED灯发出的光源经物镜后抵达人眼；人眼的成像光源依次经物镜、环形LED灯上的孔、成像镜组、挡光盘后抵达图像采集装置；还包括驱动环形LED灯绕中心轴旋转的环形LED灯驱动装置，以及驱动挡光盘绕中心轴旋转的挡光盘驱动装置；其中，ω_环形LED灯＝ω_挡光盘，ω_环形LED灯表示环形LED灯的旋转角速度，ω_挡光盘表示挡光盘的旋转角速度。本发明环形LED灯照射眼底，遇到各个面反射的杂光，由于挡光盘的遮挡条，刚好挡住，降低杂光进入图像采集装置，提高眼底图像效果。

Description

一种眼底照相机光学系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种眼底相机，特别是涉及一种眼底照相机光学系统及其工作方法。

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。照明系统LED灯照射眼底，物镜的每一个面产生的杂散光，特别是眼表产生的杂散光，往往是最难消除的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种眼底照相机光学系统及其工作方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种眼底照相机光学系统，包括：从左至右依次为物镜、环形LED灯、接续镜组、成像镜组、挡光盘和图像采集装置；

环形LED灯发出的光源经物镜后抵达人眼；

人眼的成像光源依次经物镜、环形LED灯上的孔、成像镜组、挡光盘后抵达图像采集装置；

还包括驱动环形LED灯绕中心轴旋转的环形LED灯驱动装置，以及驱动挡光盘绕中心轴旋转的挡光盘驱动装置；

其中，ω_环形LED灯＝ω_挡光盘，

ω_环形LED灯表示环形LED灯的旋转角速度，ω_挡光盘表示挡光盘的旋转角速度。

挡光盘跟环形LED灯同步高速旋转。由于是等角速度，使得挡光条始终能挡住LED灯产生的杂光反射。并且高速旋转，在单位时间内积分，成像CCD感应到的光能不会因为挡光条的遮挡而出现暗的情况。

在本发明的一种优选实施方式中，所述环形LED灯包括圆盘，在圆盘距离圆盘中点L处设置有成组LED灯，0＜L＜R，R为圆盘半径，成组LED灯包括第一LED灯和第二LED灯，第一LED灯和第二LED灯在圆盘的同一直径上，圆盘上成组LED灯的组数为M，所述M为大于或者等于1的正整数。

在本发明的一种优选实施方式中，M＝2^m，m为正整数，且相邻LED间的圆周角相等。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括在圆盘上设有孔，圆盘上设置的孔与圆盘同中心。

在本发明的一种优选实施方式中，挡光盘包括圆环，在圆环上设置有成对遮挡条，成对遮挡条包括第一遮挡条和第二遮挡条，第一遮挡条和第二遮挡条在圆环的同一直径上且沿圆环中心延伸，圆环上成对遮挡条的对数为N，所述N为大于或者等于1的正整数。

在本发明的一种优选实施方式中，N＝2ⁿ，n为正整数，且相邻遮挡条间的圆周角相等。

在本发明的一种优选实施方式中，在遮挡条由圆环内边缘延伸至圆环中心时，遮挡条的宽度逐渐变小，且各个遮挡条在圆环中心形成成像孔。

本发明还公开了一种眼底照相机光学系统的工作方法，包括以下步骤：

S1，系统初始化；

S2，相机控制器控制环形LED灯点亮；

S3，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送环形LED灯转动信号，以及相机控制器向挡光盘驱动装置发送挡光盘转动信号；

S4，控制器向图像采集装置发送图像采集命令，将图像采集装置采集的图像数据信息在相机显示屏上显示。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S1中包括步骤：

S11，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转或反转驱动命令，当环形LED灯上设置的环形LED灯位置发送器发出的位置信号被环形LED灯位置接收器接收到，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送停止命令；

S12，相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转或反转驱动命令，当挡光盘上设置的挡光盘位置发送器发出的位置信号被挡光盘位置接收器接收到，相机控制器向环挡光盘驱动装置发送停止命令。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中包括以下之一步骤：

S31，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转角速度ω_环形LED灯′驱动命令，ω_环形LED灯′表示环形LED灯的正转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯′进行正转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转角速度ω_挡光盘′驱动命令，ω_挡光盘′表示挡光盘的正转角速度；挡光盘以角速度ω_挡光盘′进行正转；ω_环形LED灯′＝ω_挡光盘′；

S32，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送反转角速度ω_环形LED灯″驱动命令，ω_环形LED灯″表示环形LED灯的反转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯″进行反转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送反转角速度ω_挡光盘″驱动命令，ω_挡光盘″表示挡光盘的反转角速度，挡光盘以角速度ω_挡光盘″进行反转，ω_环形LED灯″＝ω_挡光盘″。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明环形LED灯照射眼底，遇到各个面反射的杂光，由于挡光盘的遮挡条，刚好挡住，降低杂光进入图像采集装置，提高眼底图像效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明眼底照相机光学系统连接示意图。

图2是本发明环形LED灯结构示意图。

图3是本发明挡光盘结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种眼底照相机光学系统，如图1所示，包括：从左至右依次为物镜、环形LED灯、接续镜组、成像镜组、挡光盘和图像采集装置；其中，物镜与X轴呈α，α∈(0,π/2]，环形LED灯与X轴呈β，β∈(0,π/2]，接续镜组与X轴呈γ，γ∈(0,π/2]，成像镜组与X轴呈

挡光盘与X轴呈

γ∈(0,π/2]，优选的物镜、环形LED灯、接续镜组、成像镜组、挡光盘和图像采集装置在同一条直线上，且垂直于X轴。

环形LED灯发出的光源经物镜后抵达人眼；

人眼的成像光源依次经物镜、环形LED灯上的孔、成像镜组、挡光盘后抵达图像采集装置；

还包括驱动环形LED灯绕中心轴旋转的环形LED灯驱动装置，以及驱动挡光盘绕中心轴旋转的挡光盘驱动装置；

其中，ω_环形LED灯＝ω_挡光盘，

ω_环形LED灯表示环形LED灯的旋转角速度，ω_挡光盘表示挡光盘的旋转角速度。

在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，所述环形LED灯包括圆盘，在圆盘距离圆盘中点L处设置有成组LED灯，0＜L＜R，R为圆盘半径，成组LED灯包括第一LED灯和第二LED灯，第一LED灯和第二LED灯在圆盘的同一直径上，圆盘上成组LED灯的组数为M，所述M为大于或者等于1的正整数。在本实施方式中，M＝2^m，m为正整数，且相邻LED间的圆周角相等。图2中给出了四个LED灯，两两LED灯的圆周角为π/2。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括在圆盘上设有孔，圆盘上设置的孔与圆盘同中心。

在本发明的一种优选实施方式中，如图3所示，挡光盘包括圆环，在圆环上设置有成对遮挡条，成对遮挡条包括第一遮挡条和第二遮挡条，第一遮挡条和第二遮挡条在圆环的同一直径上且沿圆环中心延伸，圆环上成对遮挡条的对数为N，所述N为大于或者等于1的正整数。在本实施方式中，N＝2ⁿ，n为正整数，且相邻遮挡条间的圆周角相等。图3给出了四条遮挡条，两两遮挡条的圆周角为π/2。这样设计的好处是，四根遮光条刚好跟四颗大功率LED灯同步转动，既挡住了杂光的四个影子，也让其余光照射到眼底，时间上累计起来，画面就是照明均匀的。

在本发明的一种优选实施方式中，在遮挡条由圆环内边缘延伸至圆环中心时，遮挡条的宽度逐渐变小，且各个遮挡条在圆环中心形成成像孔。在本实施方式中，遮挡条在距离圆环心(1/17～1/22)r处时，遮挡条的宽度逐渐变小，r为圆环半径。

本发明还公开了一种眼底照相机光学系统的工作方法，包括以下步骤：

S1，系统初始化；

S2，相机控制器控制环形LED灯点亮；

S3，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送环形LED灯转动信号，以及相机控制器向挡光盘驱动装置发送挡光盘转动信号；

S4，控制器向图像采集装置发送图像采集命令，将图像采集装置采集的图像数据信息在相机显示屏上显示。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S1中包括步骤：

S11，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转或反转驱动命令，当环形LED灯上设置的环形LED灯位置发送器发出的位置信号被环形LED灯位置接收器接收到，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送停止命令；

S12，相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转或反转驱动命令，当挡光盘上设置的挡光盘位置发送器发出的位置信号被挡光盘位置接收器接收到，相机控制器向环挡光盘驱动装置发送停止命令。

在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中包括以下之一步骤：

S31，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转角速度ω_环形LED灯′驱动命令，ω_环形LED灯′表示环形LED灯的正转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯′进行正转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转角速度ω_挡光盘′驱动命令，ω_挡光盘′表示挡光盘的正转角速度；挡光盘以角速度ω_挡光盘′进行正转；ω_环形LED灯′＝ω_挡光盘′；

S32，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送反转角速度ω_环形LED灯″驱动命令，ω_环形LED灯″表示环形LED灯的反转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯″进行反转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送反转角速度ω_挡光盘″驱动命令，ω_挡光盘″表示挡光盘的反转角速度，挡光盘以角速度ω_挡光盘″进行反转，ω_环形LED灯″＝ω_挡光盘″。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种眼底照相机光学系统，其特征在于，包括：从左至右依次为物镜、环形LED灯、接续镜组、成像镜组、挡光盘和图像采集装置；

环形LED灯发出的光源经物镜后抵达人眼；

人眼的成像光源依次经物镜、环形LED灯上的孔、成像镜组、挡光盘后抵达图像采集装置；

还包括驱动环形LED灯绕中心轴旋转的环形LED灯驱动装置，以及驱动挡光盘绕中心轴旋转的挡光盘驱动装置；

其中，ω_环形LED灯＝ω_挡光盘，

ω_环形LED灯表示环形LED灯的旋转角速度，ω_挡光盘表示挡光盘的旋转角速度；该眼底照相机光学系统的工作方法，包括以下步骤：

S1，系统初始化；

S2，相机控制器控制环形LED灯点亮；

S3，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送环形LED灯转动信号，以及相机控制器向挡光盘驱动装置发送挡光盘转动信号；

S4，控制器向图像采集装置发送图像采集命令，将图像采集装置采集的图像数据信息在相机显示屏上显示。

2.根据权利要求1所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，所述环形LED灯包括圆盘，在圆盘距离圆盘中点L处设置有成组LED灯，0＜L＜R，R为圆盘半径，成组LED灯包括第一LED灯和第二LED灯，第一LED灯和第二LED灯在圆盘的同一直径上，圆盘上成组LED灯的组数为M，所述M为大于或者等于1的正整数。

3.根据权利要求2所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，M＝2^m，m为正整数，且相邻LED间的圆周角相等。

4.根据权利要求2所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，还包括在圆盘上设有孔，圆盘上设置的孔与圆盘同中心。

5.根据权利要求1所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，挡光盘包括圆环，在圆环上设置有成对遮挡条，成对遮挡条包括第一遮挡条和第二遮挡条，第一遮挡条和第二遮挡条在圆环的同一直径上且沿圆环中心延伸，圆环上成对遮挡条的对数为N，所述N为大于或者等于1的正整数。

6.根据权利要求5所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，N＝2ⁿ，n为正整数，且相邻遮挡条间的圆周角相等。

7.根据权利要求5所述的眼底照相机光学系统，其特征在于，在遮挡条由圆环内边缘延伸至圆环中心时，遮挡条的宽度逐渐变小，且各个遮挡条在圆环中心形成成像孔。

8.根据权利要求1所述的眼底照相机光学系统的工作方法，其特征在于，在步骤S1中包括步骤：

S11，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转或反转驱动命令，当环形LED灯上设置的环形LED灯位置发送器发出的位置信号被环形LED灯位置接收器接收到，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送停止命令；

S12，相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转或反转驱动命令，当挡光盘上设置的挡光盘位置发送器发出的位置信号被挡光盘位置接收器接收到，相机控制器向环挡光盘驱动装置发送停止命令。

9.根据权利要求1所述的眼底照相机光学系统的工作方法，其特征在于，在步骤S3中包括以下之一步骤：

S31，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送正转角速度ω_环形LED灯′驱动命令，ω_环形LED灯′表示环形LED灯的正转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯′进行正转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送正转角速度ω_挡光盘′驱动命令，ω_挡光盘′表示挡光盘的正转角速度；挡光盘以角速度ω_挡光盘′进行正转；ω_环形LED灯′＝ω_挡光盘′；

S32，相机控制器向环形LED灯驱动装置发送反转角速度ω_环形LED灯″驱动命令，ω_环形LED灯″表示环形LED灯的反转角速度，环形LED灯以角速度ω_环形LED灯″进行反转；

相机控制器向挡光盘驱动装置发送反转角速度ω_挡光盘″驱动命令，ω_挡光盘″表示挡光盘的反转角速度，挡光盘以角速度ω_挡光盘″进行反转，ω_环形LED灯″＝ω_挡光盘″。

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