CN112567724A - 采用交叉照明的复合图像 - Google Patents

Abstract

成像设备可以包括第一光学通道和第二光学通道，其中第一光学通道和第二光学通道中的每一个都包括分立的光学成像路径。第一光学通道和第二光学通道可以相对于彼此以不同的角度瞄准，并且各自可以指向物体的对应部分重叠的区域以进行成像。每个光学通道可以包括被配置为开启或关闭的照明源，其中来自照明源的照明沿着相应的照明路径到达物体。每个光学通道另外可以包括由相应的光学成像路径和相应的照明路径两者共享的透镜，并且各自可以包括图像传感器。成像设备还可以包括被配置为在打开第一光学通道的照明源的同时使用第二光学通道的图像传感器捕获图像的计算设备。

Description

采用交叉照明的复合图像

技术领域

本申请总体上涉及用于采用交叉通道照明生成复合图像的设备和系统。

背景技术

眼睛成像通常用于筛查疾病并记录在眼睛的临床检查中发现的调查结果。具体而言，视网膜成像的记录和分析可能与全面的眼睛检查以及对各种眼睛状况和疾病的当前状况、治疗和/或早期预防的全面评估有关。

本文所要求保护的主题不限于解决任何缺点的实施方式或仅在诸如上述环境之类的环境中操作的实施方式。而是，该背景技术仅被提供用于说明可以实践本文描述的一些实施方式的一个示例技术领域。

发明内容

本公开的实施方式包括一种成像设备，其包括第一光学通道和第二光学通道。第一光学通道和第二光学通道中的每个光学通道可以包括分立的光学成像路径，其中第一光学通道的光学成像路径和第二光学通道的光学成像路径可以相对于彼此以不同的角度瞄准，并且各自可以指向物体的对应部分重叠的区域。每个光学通道可以另外包括被配置为开启或关闭的照明源，其中来自照明源的照明可以沿着照明路径到达物体。每个光学通道还可以包括由分立的光学成像路径和照明路径两者共享的一个或多个透镜，以及图像传感器。成像设备还可以包括计算设备，该计算设备被配置为开启第一光学通道的照明源的同时使用第二光学通道的图像传感器捕获图像。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道和第二光学通道相对于第一光学通道和第二光学通道之间的中心轴线以相等的角度瞄准，该中心轴线指向物体。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道和第二光学通道被瞄准为使得第一光学通道和第二光学通道两者的分立的光学成像路径和照明路径穿过眼睛的瞳孔以对眼睛的视网膜成像。

本公开的任何成像设备可以进一步将计算设备配置为在(i)和(ii)之间交替：(i)关闭第二光学通道的照明源，并开启第一光学通道的照明源使得第一光学通道的照明源处于开启状态，同时使用第二光学通道的图像传感器捕获第一图像，以及(ii)关闭第一光学通道的照明源，并开启第二光学通道的照明源使得第二光学通道的照明源处于开启状态，同时使用第一光学通道的图像传感器捕获第二图像。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一图像和第二图像被组合以形成物体的实时视频。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一图像和第二图像中的至少一个被拉伸或扭曲，使得第一图像和第二图像看起来是从共同的角度捕获的。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一图像的包括伪影(artifact)的给定区域被第二图像的对应区域代替，第二图像的对应区域示出没有伪影的给定区域。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得照明源偏离图像传感器。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得照明源在与图像传感器相同的外壳内轴向偏离图像传感器。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道还包括分束器，并且其中照明源在第一光学通道的分支中，并且其中分束器在第一光学通道的分支的相交处，分束器将照明光线引向物体。

本公开的任何成像设备还可以包括第三光学通道，其中第三光学通道包括第三图像传感器、从第三图像传感器到物体的第三光学成像路径以及被配置为开启或关闭的第三照明源，其中来自第三照明源的照明沿着第三照明路径到达物体。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得计算设备被配置为指示开启第一光学通道的照明源和第二光学通道的照明源的同时使用第三光学通道的第三图像传感器捕获图像。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得计算设备被配置为指示开启第三照明源的同时由第一光学通道的图像传感器和第二光学通道的图像传感器捕获图像。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道还包括第二照明源，该第二照明源沿着第二照明路径并且具有与第一光学通道的照明源不同的特性。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得当来自第二照明源的照明到达物体时，与来自第一光学通道的照明源的照明相比，第二照明源具有不同的波长、不同的极性和不同的强度中的至少一个。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道还包括第二透镜，其中第二照明路径穿过第二透镜，并且第一光学通道的照明源的照明路径不穿过第二透镜。

本公开的一个或多个实施方式可以包括成像设备，该成像设备包括第一光学通道，该第一光学通道包括：第一图像传感器；从第一图像传感器到覆盖物体的第一区域的第一光学成像路径；第一照明源，该第一照明源被配置为开启或关闭，来自第一照明源的照明沿着第一照明路径到达物体；以及由第一光学成像路径和第一照明路径共享的第一组透镜。成像设备还可以包括第二光学通道，该第二光学通道包括：第二图像传感器；从第二图像传感器到覆盖物体的第二区域的第二光学成像路径，该第二区域与第一区域至少部分地重叠；第二照明源，该第二照明源被配置为开启或关闭，来自第二照明源的照明沿着第二照明路径到达物体；以及由第二光学成像路径和第二照明路径共享的第二组透镜。成像设备还可以包括第三光学通道，该第三光学通道包括：第三图像传感器；从第三图像传感器到覆盖物体的第三区域的第三光学成像路径，该第三区域与第一区域和第二区域至少部分地重叠；第三照明源，该第三照明源被配置为开启或关闭，来自第三照明源的照明沿着第三照明路径到达物体；以及由第三光学成像路径和第三照明路径共享的第三组透镜。成像设备还可以包括计算设备，其被配置为开启第一光学通道的第一照明源和第二光学通道的第二照明源中的至少一个的同时使用第三光学通道的第三图像传感器捕获图像。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得第一光学通道、第二光学通道和第三光学通道围绕会聚点同等地间隔开和定向。

本公开的任何成像设备还可以包括手持式壳体，第一光学通道、第二光学通道和第三光学通道被容纳在该手持式壳体内。

本公开的任何成像设备可以被配置为使得计算设备被配置为以第一波长开启第一光学通道的第一照明源并且以第二波长开启第二光学通道的第二照明源的同时使用第三光学通道的图像传感器捕获图像。

附图说明

通过使用附图，将用附加的特性和细节来描述和说明示例实施方式，在附图中：

图1A和图1B示出了多通道成像系统的示例实施方式；

图2示出了多通道成像系统的另一个示例实施方式；

图3A至图3D示出了多通道成像系统的各种其他示例实施方式；

图4示出了另一个示例多通道成像系统；以及

图5A和图5B示出了具有三个通道的多通道成像系统中的交叉通道照明的例子。

具体实施方式

本公开尤其涉及使用多通道成像系统来使用交叉通道照明来捕获对象的图像，其中不同通道对对象的重叠区域进行成像。特别地，除了图像捕获能力之外，至少一个通道还包括照明能力。由于通过在用于捕获图像的同一通道中照明可能产生的伪影，因此可以从不进行照明的通道捕获图像，而从当前未捕获图像的(多个)其他通道照明对象。例如，当对视网膜、角膜或其他曲面进行成像时，与正在捕获的图像重合的照明光将在图像捕获设备处被反射回去，从而产生使图像失真并防止有用的图像捕获的盲点、模糊、光晕等。通过从另一个通道照明，可以避免这些伪影。

图1A和图1B示出了根据本公开的一个或多个实施方式的多通道成像系统100的示例实施方式。多通道成像系统100可以包括两个相似的光学通道：光学通道110和光学通道112。每个光学通道可以包括共享的光学透镜120(例如，光学透镜120a-120d)、照明源130(例如，照明源130a-130b)、照明透镜140(例如，照明透镜140a-140b)、分束器150(例如，分束器150a-150b)、成像透镜160(例如，成像透镜160a-160b)和/或图像传感器170(例如，图像传感器170a-170b)。光学通道110和112可以被配置为捕获物体或场景180的图像。光学通道110可以捕获区域192的图像和/或照明区域192，而光学通道112可以捕获区域190的图像和/或照明区域190。

光学通道110和112可以在不同的方向上定向以捕获图像/照明物体或场景180。换句话说，光学通道110和112可以是非共面的。在图1A和图1B中示出了不同取向的例子，并且在图4中示出了另一个例子。在一些实施方式中，取向可以使得区域190和区域192的重叠可以是完全重叠或接近完全重叠。在一些实施方式中，不同成像通道的取向可以关于在所有重叠区域内的会聚点等距和/或等角度。另外，尽管在图1A和图1B中示出了两个光学通道110和112，但是应当理解，可以考虑任何数量的通道，例如三个(如图4所示)、四个、五个、六个、八个、十个或更多个光学通道。

分束器150可以包括被配置为允许光的通过和/或引导的任何光学元件。在一些实施方式中，分束器可以包括一个或多个棱镜、镜子等。在操作中，分束器150可以被配置为将来自照明源130的光引向区域190和/或区域192。附加地或替代地，分束器150可以被配置为将来自物体或场景180的反射/发射的光引向图像传感器170。尽管本文中可以使用术语“光”，但是应当理解，该术语是为了便于描述电磁(EM)波和/或辐射的行进、传播和/或使用而使用的，与EM波的波长无关。因此，虽然可以使用术语“光”，但是EM波可以具有诸如紫外、红外等任何波长。

关于光学通道的组件，共享的光学透镜120、照明透镜140和成像透镜160可以是被配置为对光进行引导、折射、反射等的任何光学设备。共享的光学透镜120可以被配置为便于来自照明源130的光朝向物体或场景180的导向以及从物体或场景180朝向图像传感器170反射/发射以被捕获为图像的光的接收。照明透镜140可以被配置为将来自照明源130的光引向物体或场景180。成像透镜160可以被配置为将从物体或场景180反射/发射的光导向图像传感器170以被捕获为图像。

照明源130可以包括诸如发光二极管(LED)、灯泡、弧光灯等的阵列的任何发光源。在一些实施方式中，照明源可以在不同的位置以照明区域190/区域192的不同部分。附加地或替代地，照明源130可以包括具有不同的波长/颜色和/或具有不同强度的能力的光源。在一些实施方式中，照明透镜140、分束器150和/或共享的光学透镜120中的一个或多个可以被配置为扩散来自照明源130的光，使得光的强度可以被耗散并被施加在区域190/区域192内的较宽区域上。

图像传感器170可以包括任何图像捕获设备，例如电荷耦合设备(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、背照式CMOS(BSI-CMOS)等。在这些和其他实施方式中，图像传感器170可以与可以对图像和/或多个图像的组合执行图像处理的计算设备(未被示出)耦合，所述多个图像包括来自多个图像传感器(例如，来自每个光学通道110和112的图像传感器170)的多个图像。

在一些实施方式中，照明源130可以在光学路径110/112的分支中。例如，光学通道110可以包括从光学通道110的分支，该分支在分支与光学通道110的相交处具有分束器150a。

图1B示出了多通道成像系统100的操作的例子。例如，如图1B所示，可以启用光学通道112的照明源130b，使得光学通道112用照明105照明物体或场景180的区域190。当光学通道112照明区域190时，光学通道110可以接收图像光103以捕获区域192的图像。如图1B所示，由于区域190和区域192中的重叠，照明105照明区域190和区域192的一部分，使得捕获的区域192的图像至少部分被照明。此外，由于图像光103是以不同角度入射的照明105的反射，而不是被光学通道110中的照明源130a-b所照明的，因此由图像传感器170捕获的图像避免了否则由于重合的照明光而可能存在的图像中的伪影。

在一些实施方式中，光学通道110和112可以在彼此之间交替以进行照明和捕获图像。例如，光学通道110可以在光学通道112照明物体或场景180的同时捕获物体或场景180的图像，之后光学通道110照明物体或场景180的同时光学通道112捕获物体或场景180的图像。使用这种方法，可以获得物体或场景180的多个视图，其中每个视图避免了来自同一光学通道内的照明的伪影。在一些实施方式中，这样的方法可以用于生成实时视频。例如，从光学通道110和光学通道112捕获的图像可以被快速连续地显示为物体或场景180的视频。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对图1A和图1B进行修改、增添或省略。例如，多通道成像系统100可包括比图1A和图1B所示的更多或更少的元件。例如，多通道成像系统100可以包括任何数量的光学通道110/112。作为另一个例子，可以在光学通道110/112中使用任何数量的透镜、分束器等。

图2示出了根据本公开的一个或多个实施方式的多通道成像系统200的另一个示例实施方式。如图2所示，多通道成像系统200可以被定位和/或配置为捕获图1A和图1B的物体或场景180的图像，其中区域190和区域192重叠，使得光学通道210被配置为照明和/或捕获区域192的图像，并且光学通道212被配置为照明和/或捕获区域190的图像。

多通道成像系统200可以在有一些变化的情况下与图1的多通道成像系统100相似或相当。例如，第一成像通道210和第二成像通道212可与图1的第一成像通道110和第二成像通道112相似或相当，透镜220可与图1的光学透镜120相似或相当，照明源230可以与图1的照明源130相似或相当，并且图像传感器270可以与图1的图像传感器170相似或相当。关于与图1相比图2的一些示例变化，照明源230可以在图2中侧向偏离或同轴偏离图像传感器270，而不是如图1所示的那样从成像路径103移位到远离传感器170的不同的位置并且成一定角度。在一些实施方式中，照明源230可以与图像传感器270处于同一外壳中。在这些和其他实施方式中，可以在照明源230和图像传感器270之间包括物理分隔物。由于照明源230相对于图像传感器270的定位，光学通道210和/或光学通道212可以包括多个透镜220而不是分束器。

如图2所示，光学通道210和光学通道212可各自包括超过一个照明源230。例如，可以参照光学通道212为例来描述光学通道210和212关于照明的操作，但是该描述同样适用于光学通道210。另外，可以参照使用图像传感器270a的光学通道210为例来描述光学通道210和212关于成像的操作，但是该描述同样适用于光学通道212。

关于光学通道212的照明，在一些实施方式中，第一照明源232a可沿着第一照明路径205a利用第一透镜220e。然后，第一照明路径205a可以穿过一个或多个共享透镜220f-h。第二照明源230b可以被定位、对准或以其他方式配置为使得在被启用时，来自照明源230b的光不穿过第一透镜220e，而是可以在沿着第二照明路径205b行进的同时穿过一个或多个共享透镜220f-h。在一些实施方式中，通过使用不同的透镜并且源自不同的点，从第一照明源230a和第二照明源230b发射的光可以到达区域190中的大致相同的点。例如，如图2所示，第一照明路径205a和第二照明路径205b会聚在物体或场景180处。在其他实施方式中，第一照明路径205a和第二照明路径205b可以照明区域190的不同部分。在这些和其他实施方式中，不同部分可以重叠。

在一些实施方式中，第一照明源230c和第二照明源230d可以包括具有不同波长、位置、极性、强度等的光。附加地或替代地，可以基于光通过哪个透镜来修改由第一照明源230c和/或第二照明源230d发射的光的一个或多个特性。在这些和其他实施方式中，可以基于哪些透镜沿着第一照明路径205a以及哪些透镜沿着第二照明路径205b来选择性地修改各种特性。例如，沿着第一照明路径205a而不沿着第二照明路径205b使用的透镜可以扩散光，使得来自第一照明源230c的光可以不那么强烈，而是可以更广泛地散布在区域190上，而来自第二光源230d的光可以聚焦在区域190上，以提供物体或场景180的一部分的更窄而更强烈的照明。

关于成像，光学通道210可以被配置为在光学通道212照明区域190的同时捕获区域192的图像。特别地，如图2所示，成像路径203可以对应于照明通道205a和/或205b，使得可以使用不同的光学通道同时对区域190和区域192的重叠部分进行照明和成像。使用这种方法，可以使用多个照明源230(例如照明源230c和230d)来减少阴影的影响、提供不同的波长等。

在诸如图2所示的一些实施方式中，基于透镜的定位和/或照明源和图像传感器的定位，光学通道可以不包括分束器。例如，通过将照明源230a和230b定位在使得使用选择性透镜的位置处，可以省略分束器。另外，尽管照明源230被图示为在一个方向上侧向偏离图像传感器270，但是照明源230可以在多个方向上和/或轴向偏离图像传感器270。例如，照明源230a可以相对于图像传感器270a在一个方向上偏离，并且照明源230b可以在相反的方向上偏离，使得图像传感器270a可以在图像传感器270a的两侧都包括照明源。可以围绕图像传感器270a定位任何数量的照明源230。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对图2进行修改、增添或省略。例如，多通道成像系统200可以包括比图2所示的更多或更少的元件。例如，多通道成像系统200可以包括任何数量的光学通道210/212。作为另一个例子，在光学通道210/212中可以使用任何数量的透镜等。

图3A至图3D示出了根据本公开的一个或多个实施方式的多通道成像系统的各种其他示例实施方式。图3A至图3D的多通道成像系统可以与诸如图1A至图2所示的多通道成像系统之类的本公开的任何多通道成像系统相似或相当。如图3A至图3D的视图300a、300b、300c和300d分别所示，障碍物315或318可以位于光学通道与物体或场景之间的视野中的某个位置。图3A至图3D用于示出当障碍物阻碍成像和/或照明时本公开的实施方式在克服与成像相关联的障碍物方面的一些示例益处。视图300a至300d中的每一个均包括与一对光学通道310和312相关联的相应的成像路径303a至303d和照明路径305a至305d。

障碍物315可以包括可以阻碍或以其他方式阻止从成像传感器和/或照明源到物体或场景180的清晰视线的任何物体、材料、物质等。例如，障碍物315可以包括透镜或壳体上的刮痕、透镜上的污迹或指纹、眼睛中的疤痕组织、白内障、玻璃体凝胶的块(所谓的“眼睛漂浮物”)等。

在图3A的视图300a中，障碍物315可以位于照明路径305a中，使得由于障碍物315，可以在物体或场景180上投射阴影。图3B的视图300b示出了其中障碍物315可以在照明路径305b和成像路径303b两者之外的场景。在图3C的视图300c中，障碍物315可以位于成像路径303c中，使得可以阻碍清晰的视图，或者所捕获的图像可以包括障碍物315的伪影或视图，妨碍物体场景180的至少一部分的视图。

在一些实施方式中，当使用多个光学通道，例如光学通道310和312时，可以使用来自多个光学通道的图像并将它们拼接在一起以去除由障碍物315产生的任何伪影。例如，可以将从图3A的视图300a和图3B的视图300b捕获的图像拼接在一起以去除由位于照明路径305a中而不位于成像路径303b中的障碍物315投射的阴影。在这些和其他实施方式中，可以使用软件来检测图像的缺失区域或图像(例如，从视图300a或300c捕获的图像)中的瑕疵，并且覆盖、导入或以其他方式插入来自其他图像(例如，从视图300b捕获的图像)中的重叠视图的缺失区域。在一些实施方式中，由于路径的方向不同，因此同一光学通道在一个视图中可能被遮挡，而在另一个视图中可能未被遮挡。例如，当将图3A的照明路径305a与图3B的成像路径303b进行比较时，可以观察到光学通道312没有相对于障碍物315移动，但光学通道312的功能在图3B中没有受到障碍物315的妨碍，而其在图3A中受到障碍物315的妨碍。

如图3D所示，在一些实施方式中，障碍物318可以同时位于两个或更多个光学通道的线上。例如，如图3D所示，障碍物318位于光学通道310和光学通道312两者的路径中。在这些和其他实施方式中，障碍物318可以部分反射或散射穿过障碍物318的光和/或成像光线。例如，如果来自光学通道310和312中的至少一个的照明穿过障碍物318的第一区域319b，而属于光学通道310的成像光线穿过障碍物318的第二区域319a，其中障碍物318的第一区域319a和第二区域319b基本不重叠，则可以减少、解决、或以其他方式去除或最小化光学通道310中不希望的成像伪影。

在一些实施方式中，障碍物318可以将光反射成某些角度。例如，障碍物318可以是透镜、棱镜或窗口。这样的窗口可以是平直的，或者可以包括至少一个曲面。在这些和其他实施方式中，光学成像通道中不希望的成像伪影可以被抑制、去除等。例如，如果来自光学通道312的照明路径305d的照明穿过障碍物318的区域319，其中反射的角度基本不同于属于光学通道310的成像路径303d的也穿过障碍物318的成像光线的角度，则可以去除经由光学通道310成像时的伪影。在一些实施方式中，障碍物318可以是患者眼睛的角膜或晶状体。这样的实施方式可以与眼科设备有关。

在一些实施方式中，光学通道310和312可以被配置为利用具有预选特性(例如，预选波长或偏振态)的成像光线。例如，图像传感器可以利用一个或多个波长或偏振滤光器。在这些和其他实施方式中，当由障碍物318改向的照明光线具有与图像传感器的优选特性不同的非优选特性时，可以抑制、最小化或去除不希望的伪影。在一些实施方式中，由于障碍物318使照明光线的反射、折射、耗散等衰减或以其他方式减轻，因此可以观察到这种效果。例如，一些照明光线可以利用第一偏振状态，并且障碍物318可以镜面反射偏振状态仅具有很小变化的这样的光线，并且光学通道310的成像路径303d可以被配置为利用处于与第一偏振态正交的第二偏振态的成像信号。在这样的例子中，当通过光学通道310的成像路径303d时，由障碍物318改向的照明光线可以被充分衰减，从而减少成像伪影。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对图3A至图3D进行修改、增添或省略。例如，多通道成像系统可以包括比图3A至图3D所示的更多或更少的元件。作为另一个例子，本公开可以解决和补偿成像或照明路径中的各种类型和数量的障碍物。

图4示出了根据本公开的一个或多个实施方式的另一个示例多通道成像系统400。多通道成像系统400可以包括三个光学通道410、412和414。成像路径410、412和414中的每一个可包括成像传感器470(例如，成像传感器470a-c)和透镜420(例如，透镜420a-c)以及照明源(例如，在图1A、图1B、图2和图3A至图3D中示出，但是未在图4中示出)。每个光学通道可以被配置为沿着各自的聚焦轴线402(诸如，聚焦轴线402a-c)捕获图像。光学通道410、412和414的三个聚焦轴线402a-c可以会聚在会聚点485(例如在正在对视网膜成像时，瞳孔内的一点)上。每个光学通道410、412和414可以被容纳在单个设备的手持式壳体435中。在这些和其他实施方式中，多通道成像系统400的光学通道410、412和/或414的功能可以与参照图1A至图3D描述的光学通道的功能相似或相当。

在一些实施方式中，聚焦轴线402可以围绕指向会聚点485的中心轴线同等地定位。例如，光学通道410、412和414的聚焦轴线402可以相对于彼此以相等的角度瞄准，并且全部相对于中心轴线以相等的角度瞄准。在这些和其他实施方式中，通过利用这样的相等的角度，可以以相似的方式构造光学通道410、412和414，使得在组装和操作期间，光学通道410、412和414可以互换。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对图4进行修改、增添或省略。例如，多通道成像系统可包括比图4所示的更多或更少的元件。例如，光学通道可以包括任何数量的透镜、照明源等。作为另一个例子，光学通道可以彼此对称，或者可以随着透镜和/或照明源的数量和/或取向的不同而不同。作为附加例子，可以包括任何数量的光学通道，例如六个或八个。

图5A和图5B示出了根据本公开的一个或多个实施方式的在具有三个通道的多通道成像系统中的交叉通道照明500a和500b的例子。可以使用本公开的任何多通道成像系统(例如，图4的多通道成像系统400)来照明交叉通道照明500a和500b。图5A示出了当单个通道照明时的交叉通道照明500a，而图5B示出了当两个通道照明时的交叉通道照明500b。参照图4的多通道成像系统400描述图5A和图5B，以示出本公开的一些实施方式的操作原理。

图5A和图5B示出了表示作为被成像的物体的视网膜580的最外面的圆。内圆表示由光学通道412成像的视网膜580的区域590。图5A的斜纹标记(hash marked)区域592以及图5B的斜纹标记区域592和594示出了由光学通道410和/或414照明的区域590的各个部分。

如图5A所示，光学通道410可以照明由光学通道412成像的区域590的一部分。在这种情况下，光学通道412可以捕获由离轴照明源照明的视网膜580的图像，例如来自光学通道410的照明。

如图5B所示，光学通道410和414都可以照明视网膜580，使得由光学通道412成像的区域590的较大部分被照明。在这种情况下，光学通道412可以捕获由两个离轴照明源照明(例如，来自光学通道410和414的照明)的视网膜580的图像。

当使用超过一个照明源时，例如图5B所示，照明源可以同时或依次发光。附加地或替代地，照明源可以被定位和/或配置为照明要成像的物体或场景的非重叠或重叠区域。在这些和其他实施方式中，不同的照明源可以具有所发射的光的不同特性，例如不同的波长、不同的强度、不同的极性等。

虽然提供了两个例子，但是任何数量的选项和迭代在本公开内是可行的并被考虑。例如，多通道成像系统400可以快速连续地捕获多个图像，例如，用光学通道410和414照明的同时用光学通道412捕获图像、用光学通道410和412照明的同时用光学通道414捕获图像、和/或用光学通道412和414照明的同时用光学通道410捕获图像。作为另一个例子，多通道成像系统400可以用光学通道410照明的同时用光学通道412和414捕获图像、用光学通道412照明的同时用光学通道410和414捕获图像，以及用光学通道414照明的同时用光学通道410和412捕获图像。

在一些实施方式中，不同的光学通道410、412和/或414可以包括不同的照明选项。例如，每个光学通道可以配备有多个照明源，这些照明源被定位为使得在被启用时，它们照明物体的不同部分。例如，光学通道410的第一照明源可以被定向为照明由光学通道412成像的区域590的大部分，而光学通道410的第二照明源可以被定向为照明由光学通道414(未被示出)成像的区域的大部分。当光学通道412正在成像时，第一照明源可以被启用，而当光学通道414正在成像时，第二照明源可以被启用。在这些和其他实施方式中，可以在图像之间移动一个或多个透镜和/或分束器以实现相同的效果，而不使用以不同方式定位或定向的不同照明源。附加地或替代地，照明源和/或成像传感器可以在图像之间移动。

在一些实施方式中，不同的光学通道可以包括一个或多个各种波长的照明源。例如，每个光学通道可以配备有以两种不同波长进行照明的照明源。在这些和其他实施方式中，可以实现使用不同波长的成像。例如，光学通道410的照明源可以以第一波长照明由光学通道412成像的区域的一部分，光学通道414的照明源可以以第二波长照明由光学通道412成像的区域590的一部分。这样的照明可以同时发生(例如，两个波长都照明同一图像)，也可以在相继的图像中发生(例如，光学通道410通过第一波长照明的第一图像，光学通道414通过第二波长照明的第二图像)。作为另一个例子，光学通道410的照明源可以以第一波长照明由光学通道412成像的区域590的一部分，光学通道414的照明源可以以第二波长照明由光学通道412成像的区域590的一部分，并且光学通道412的照明源可以以第三波长照明由光学通道412成像的区域590的一部分。

在一些实施方式中，各种图像可以被组合成单个图像或视频。例如，可以以快速顺序在用光学通道412(或光学通道412和414)照明的同时用光学通道410成像，然后在用光学通道414(或光学通道410和414)照明的同时用光学通道412成像，然后在用光学通道410(或光学通道410和412)照明的同时用光学通道414成像，然后重复循环。使用连续的图像流，可以显示在三个视图(例如，来自光学通道410、412和414的视图)之间循环的实时视频流。附加地或替代地，可以通过将来自三个光学通道的三个图像的每个序列软件拼接成共同成像区域的单个均匀(或更均匀)的照明图像，以实际图像捕获的帧速率的三分之一来显示视频。在一些实施方式中，可以执行软件拼接或其他软件处理以从不同的角度弯曲、拉伸、扭曲或以其他方式调整图像，使得每个图像被定向并且对于视频看起来相似。例如，由于光学通道410和414与光学通道412具有不同的取向，因此可以对相同的重叠部分进行成像，但是由于光学通道410、412和414的聚焦轴线而使某些部分被拉伸或扭曲。在这些和其他实施方式中，每个图像可以被拉伸或扭曲，使得图像的每个重叠区域看起来是从共同的角度拍摄的。拉伸和/或扭曲在图像上可能一致，也可能不一致。例如，图像的外围可以比图像的中心部分更多地拉伸或扭曲。可以对任何图像执行这种拉伸和/或扭曲，无论该图像是否在视频中使用。

在一些实施方式中，如图1A、图1B、图2、图3A至图3D和/或图4所示的多通道成像系统可以包括计算设备(未被示出)。这样的计算设备可以被配置为便于本文描述的操作的执行，例如捕获图像、开启或关闭照明源、图像处理、视频显示等。这样的计算设备可以包括处理器、存储器等，并且可以与多通道成像系统通信和/或作为多通道成像系统的一部分。

通常，处理器可以包括任何合适的专用或通用计算机、计算实体或包括各种计算机硬件或软件模块的处理设备，并且可以被配置为执行存储在任何适用的计算机可读存储介质上的指令。例如，处理器可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或被配置为执行解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何其他数字或模拟电路。

应当理解，处理器可以包括分布在任意数量的网络或物理位置上的任意数量的处理器，这些处理器被配置为单独地或共同地执行本文所述的任意数量的操作。在一些实施方式中，处理器可以解释和/或执行存储在存储器中的程序指令和/或处理数据。通过解释和/或执行存储在存储器中的程序指令和/或处理数据，设备可以执行诸如由本公开中描述的视网膜成像设备执行的操作之类的操作。

存储器可以包括用于在其上承载或存储计算机可执行指令或数据结构的计算机可读存储介质或一个或多个计算机可读存储媒介。这样的计算机可读存储介质可以是可由诸如处理器之类的通用或专用计算机访问的任何可用介质。举例来说，非限制性地，这样的计算机可读存储介质可以包括非瞬态计算机可读存储介质，其包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储设备、闪存设备(例如，固态存储器设备)或可用于承载或存储计算机可执行指令或数据结构的形式的所需的程序代码并且可由通用或专用计算机访问的任何其他存储介质。上述的组合也可以包括在计算机可读存储介质的范围内。在这些和其他实施方式中，应将本文使用的术语“非瞬态”解释为仅排除在In reNuijten，500F.3d 1346(联邦巡回法院4007)的联邦巡回法院判决中被发现落在专利主题范围外的那些类型的瞬态介质。在一些实施方式中，计算机可执行指令可以包括例如被配置为使处理器执行本公开中所描述的特定操作或一组操作的指令和数据。

根据惯例，附图中所示的各种特征可能未按比例绘制。本公开中呈现的图示并不意味着是任何特定装置(例如，设备、系统等)或方法的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的各种实施方式的理想化表示。因此，为了清楚起见，各个特征的尺寸可以任意扩大或减小。另外，为了清楚起见，一些附图可以被简化。因此，附图可能未描绘给定装置(例如，设备)的所有组件或特定方法的所有操作。例如，照明路径和成像路径的虚线并不意味着反映实际的光学设计，而是说明本公开的概念。

本文并且尤其是在所附权利要求中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在是“开放式”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含”应被解释为“包含但不限于”等)。

另外，如果打算引入特定数量的权利要求叙述，则该意图将在权利要求中明确地叙述，并且在没有这种叙述的情况下，不存在这样的意图。例如，作为对理解的帮助，所附权利要求可以包含用于引入权利要求叙述的引入性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用。但是，即使当同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“a(一个)”或“an(一个)”的不定冠词时，这样的短语的使用也不应被解释为暗示由不定冠词“a(一个)”或“an(一个)”对权利要求叙述的引入将包含这样引入的权利要求叙述的任何特定的权利要求限制为仅包含一个这样的叙述的实施方式(例如，“a(一个)”和/或“an(一个)”应解释为是指“至少一个”或“一个或多个”)；用于引入权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。

另外，即使明确叙述了特定数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员将认识到，这样的叙述应被解释为意味着至少所叙述的数量(例如，没有其他修饰语的“两个叙述”的裸露叙述是指至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一个或多个”的约定的那些情况下，通常这样的结构旨在包括单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起或A、B和C一起等。例如，术语“和/或”的使用旨在以此方式解释。另外，术语“约”或“大约”应被解释为表示实际值的10％以内的值。

此外，无论在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代术语的任何析取词或短语都应被理解为考虑包括一个术语或两个术语中的一个术语或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

但是，即使当同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“a(一个)”或“an(一个)”的不定冠词(例如，“a(一个)”和/或“an(一个)”应解释为是指“至少一个”或“一个或多个”)时，这样的短语的使用也不应被解释为暗示由不定冠词“a(一个)”或“an(一个)”对权利要求叙述的引入将包含这样引入的权利要求叙述的任何特定的权利要求限制为仅包含一个这样的叙述的实施方式；用于引入权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。

另外，术语“第一”、“第二”、“第三”等的使用在本文中不一定用于暗示元件的特定顺序或数量。通常，术语“第一”、“第二”、“第三”等用于区分作为通用标识符的不同元件。在没有表明术语“第一”、“第二”、“第三”等暗示特定顺序的情况下，这些术语不应被理解为暗示特定顺序。此外，在没有表明术语“第一”、“第二”、“第三”等表示特定数量的元件的情况下，这些术语不应理解为暗示特定数量的元件。例如，第一小机械可被描述为具有第一侧面，而第二小机械可被描述为具有第二侧面。关于第二小机械使用术语“第二侧面”可能是为了将第二小机械的该侧面与第一小机械的“第一侧面”区分开，而不是暗示第二小机械具有两个侧面。

本文叙述的所有例子和条件语言旨在用于教学目的，以帮助读者理解本发明和发明人为进一步发展本领域所做出的构思，并且应被解释为不限于这种具体叙述的例子和条件。尽管已经详细描述了本公开的实施方式，但是应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (20)

1.一种成像设备，其包括：

第一光学通道和第二光学通道，所述第一光学通道和所述第二光学通道中的每个光学通道包括：

分立的光学成像路径，所述第一光学通道和所述第二光学通道相对于彼此以不同的角度瞄准，并且各自指向物体的对应部分重叠的区域；

被配置为开启或关闭的照明源，来自所述照明源的照明沿着照明路径达到所述物体；

一个或多个透镜，其由所述分立的光学成像路径和所述照明路径共享；以及

图像传感器；以及

计算设备，其被配置为开启所述第一光学通道的照明源的同时使用所述第二光学通道的图像传感器捕获图像。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一光学通道和所述第二光学通道相对于所述第一光学通道和所述第二光学通道之间的中心轴线以相等的角度瞄准，所述中心轴线指向所述物体。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一光学通道和所述第二光学通道被瞄准为使得所述第一光学通道和所述第二光学通道两者的所述分立的光学成像路径和所述照明路径穿过眼睛的瞳孔以对所述眼睛的视网膜成像。

4.根据权利要求1所述的成像设备，所述计算设备被配置为在(i)和(ii)之间交替：(i)关闭所述第二光学通道的照明源，并开启所述第一光学通道的照明源使得所述第一光学通道的照明源处于开启状态，同时使用所述第二光学通道的图像传感器捕获第一图像，以及(ii)关闭所述第一光学通道的照明源，并开启所述第二光学通道的照明源使得所述第二光学通道的照明源处于开启状态，同时使用所述第一光学通道的图像传感器捕获第二图像。

5.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述第一图像和所述第二图像被组合以形成所述物体的实时视频。

6.根据权利要求5所述的成像设备，其中，所述第一图像和所述第二图像中的至少一个被拉伸或扭曲，使得所述第一图像和所述第二图像看起来是从共同的角度捕获的。

7.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述第一图像的包括伪影的给定区域被所述第二图像的对应区域代替，所述第二图像的所述对应区域示出没有所述伪影的所述给定区域。

8.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述照明源偏离所述图像传感器。

9.根据权利要求8所述的成像设备，其中，所述照明源在与所述图像传感器相同的外壳内轴向偏离所述图像传感器。

10.根据权利要求8所述的成像设备，其中，所述第一光学通道还包括：

分束器；

其中所述照明源在所述第一光学通道的分支中，所述分束器在所述第一光学通道的所述分支的相交处，所述分束器将照明光线引向所述物体。

11.根据权利要求1所述的成像设备，其还包括第三光学通道，所述第三光学通道包括：

第三图像传感器；

从所述第三图像传感器到所述物体的第三光学成像路径；以及

被配置为开启或关闭的第三照明源，来自所述第三照明源的照明沿着第三照明路径到达所述物体。

12.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述计算设备被配置为指示开启所述第一光学通道的照明源和所述第二光学通道的照明源的同时使用所述第三光学通道的所述第三图像传感器捕获图像。

13.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述计算设备被配置为指示开启所述第三照明源的同时由所述第一光学通道的图像传感器和所述第二光学通道的图像传感器捕获图像。

14.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一光学通道还包括第二照明源，所述第二照明源沿着第二照明路径并且具有与所述第一光学通道的照明源不同的特性。

15.根据权利要求14所述的成像设备，其中，当来自所述第二照明源的照明到达所述物体时，与来自所述第一光学通道的照明源的照明相比，所述第二照明源具有不同的波长、不同的极性和不同的强度中的至少一个。

16.根据权利要求14所述的成像设备，所述第一光学通道还包括第二透镜，其中所述第二照明路径穿过所述第二透镜，并且所述第一光学通道的照明源的照明路径不穿过所述第二透镜。

17.一种成像设备，其包括：

第一光学通道，所述第一光学通道包括：

第一图像传感器；

从所述第一图像传感器到覆盖物体的第一区域的第一光学成像路径；

第一照明源，所述第一照明源被配置为开启或关闭，来自所述第一照明源的照明沿着第一照明路径到达所述物体；以及

由所述第一光学成像路径和所述第一照明路径共享的第一组透镜；

第二光学通道，所述第二光学通道包括：

第二图像传感器；

从所述第二图像传感器到覆盖所述物体的第二区域的第二光学成像路径，所述第二区域与所述第一区域至少部分地重叠；

第二照明源，所述第二照明源被配置为开启或关闭，来自所述第二照明源的照明沿着第二照明路径到达所述物体；以及

由所述第二光学成像路径和所述第二照明路径共享的第二组透镜；

第三光学通道，所述第三光学通道包括：

第三图像传感器；

从所述第三图像传感器到覆盖所述物体的第三区域的第三光学成像路径，所述第三区域与所述第一区域和所述第二区域至少部分地重叠；

第三照明源，所述第三照明源被配置为开启或关闭，来自所述第三照明源的照明沿着第三照明路径到达所述物体；以及

由所述第三光学成像路径和所述第三照明路径共享的第三组透镜；以及

计算设备，其被配置为开启所述第一光学通道的第一照明源和所述第二光学通道的第二照明源中的至少一个的同时使用所述第三光学通道的第三图像传感器捕获图像。

18.根据权利要求17所述的成像设备，其中，所述第一光学通道、所述第二光学通道和所述第三光学通道围绕会聚点同等地间隔开和定向。

19.根据权利要求17所述的成像设备，其还包括手持式壳体，所述第一光学通道、所述第二光学通道和所述第三光学通道被容纳在所述手持式壳体内。

20.根据权利要求17所述的成像设备，其中，所述计算设备被配置为以第一波长开启所述第一光学通道的第一照明源并且以第二波长开启所述第二光学通道的第二照明源的同时使用所述第三光学通道的第三图像传感器捕获图像。

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