CN115813334A - 一种用于眼底相机的辅助对焦装置及眼底相机 - Google Patents

Abstract

本申请是一种用于眼底相机的辅助对焦装置，具体涉及眼底图像采集的技术领域。所述装置包括：对焦靶203，该对焦靶位于与被检者眼睛的眼底10共轭的位置；以及对焦靶照明光源201和聚光镜202，用于照亮对焦靶；眼底摄影光学系统，包括接目物镜2、孔径光阑4、视度补偿透镜5、对焦联动装置、成像透镜6、分光镜以及图像传感器7，对焦联动装置可使对焦靶和视度补偿透镜以给定的联动关系运动；所述装置还包括分光与像散发生装置21与像散探测器9，分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；利用像散探测器9的输出信号来检测对焦误差。

Description

一种用于眼底相机的辅助对焦装置及眼底相机

技术领域

本申请涉及眼底图像采集领域，具体涉及一种用于眼底相机的辅助对焦装置及眼底相机。

背景技术

免散瞳眼底相机是一种传统的眼底图像采集设备，用于观察、记录人眼视网膜图像，为医生分析和诊断提供客观依据。

目前，免散瞳眼底相机采用双光楔裂像对焦技术,它将近乎准直的光束入射到一对反向安装的棱镜上，从而形成具有一定张角的两束光。在棱镜对紧邻出射表面处安装一条矩形狭缝，该狭缝与眼底摄影光路中的视度补偿镜组具有预先设置的联动关系。免散瞳眼底相机工作时，根据狭缝视标投影到视网膜上的两条矩形光带的对齐状态，判断对待检眼的视度补偿状态。同时，依据狭缝视标在视网膜上所成像的分布情况可决定调焦的方向和调焦量的大小。另一方面，为了消除来自被检者角膜的反射光，传统眼底相机用于对焦的裂像光束入射到待检眼的瞳孔靠外周区域，而非中心区域。同时，双光楔调焦技术是基于无像差模拟眼(不同屈光度模拟眼以离焦考虑，离焦不算严格意义上的像差)进行校准的。因此，对于像差较小的待检眼，双光楔裂像对焦可以比较准确的实现对焦。

然而，双光楔裂像对焦技术工艺复杂、装调困难，对装调要求极高。并且，对于具有一定像差(如球差等)的待检眼，双光楔裂像对焦的缺陷会影响免散瞳眼底相机的对焦准确性。

发明内容

本申请提供了一种用于眼底相机的辅助对焦装置及眼底相机，可在实现对焦功能时减小对焦调校难度，提高对焦精度。该技术方案如下。

一方面，提供了一种用于眼底相机的辅助对焦装置，所述装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；所述对焦照明组件用于生成对焦照明光束；所述对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将所述对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；

所述中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将所述对焦照明光束传输至待检测眼球；

所述对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；

所述眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像；

所述中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；所述分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成像散光束；所述像散探测器位于所述像散光束的光路上；所述视度补偿透镜的位置随所述像散探测器的输出信号移动。

在一种可能的实现方式中，所述第一光轴上还存在角膜环形光圈以及第一照明中继透镜；所述对焦照明光束依次通过第一照明中继透镜与角膜环形光圈传输至中空反射镜；所述角膜环形光圈与人体角膜共轭布局。

在一种可能的实现方式中，所述对焦照明组件中包括对焦照明光源、第三聚光镜以及对焦靶标板；所述对焦照明光源发出的光束沿第三光轴传输，并依次通过第三聚光镜以及对焦靶标板传输至第二分光镜上；所述第二分光镜将所述对焦照明光源发出的光束反射并形成所述对焦照明光束。在一种可能的实现方式中，所述分光与像散发生装置包括第一分光镜、像散元件；所述第一分光镜与所述第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成待检测对焦光束；所述像散元件置于所述待检测对焦光束的光路上，以将所述待检测对焦光束转换为像散光束。

在一种可能的实现方式中，所述分光与像散发生装置包括平行平板分光镜，所述平行平板分光镜与所述第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成像散光束。

在一种可能的实现方式中，所述像散探测器中的输出信号为内离焦，表征所述视度补偿透镜存在第二光轴的第一方向移动偏差；

所述像散探测器中的输出信号为外离焦，表征所述视度补偿透镜存在第二光轴的第二方向的移动偏差。

在一种可能的实现方式中，当所述像散探测器接收到的信号为零时，所述对焦照明组件位于对焦位置。

又一方面，提供了一种眼底相机，所述眼底相机包括上述辅助对焦装置；所述眼底相机还包括二向色合束镜以及第二照明中继透镜；所述二向色合束镜用于将第三方向上的白色照明光束与第四方向上的红外照明光束中的至少一者转换为目标照明光束，并将所述目标照明光束通过第二照明中继透镜沿第一光轴传输至第一照明中继透镜。

在一种可能的实现方式中，所述相机还包括白光光源、第一聚光镜、第一瞳孔环形光圈以及第一晶体环形光圈；所述白光光源发出白色可见光并沿第一光轴，依次通过第一聚光镜、第一瞳孔环形光圈以及第一晶体环形光圈生成白色照明光束，并传输至所述二向色合束镜。

在一种可能的实现方式中，所述相机还包括红外光源、第二聚光镜、第二瞳孔环形光圈以及第二晶体环形光圈；所述红外光源发出红外光并沿第四光轴，依次通过第二聚光镜、第二瞳孔环形光圈以及第二晶体环形光圈生成红外照明光束，并传输至所述二向色合束镜。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本申请示出的用于眼底相机的辅助对焦装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；对焦照明组件用于生成对焦照明光束；对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将对焦照明光束传输至待检测眼球；对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像。中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；像散探测器位于像散光束的光路上；视度补偿透镜的位置随像散探测器的输出信号移动。根据像散探测器输出的信号计算视度补偿透镜需要移动的方向和距离，以实现对焦。因此，上述装置在实现对焦功能时，结构简单，降低了对焦调校的难度；通过对焦误差信号与离焦量的关系曲线，可实现快速对焦；由于眼底被照明的对焦光斑很小，结合像散对焦技术，降低了待检眼外周区域像差对对焦精度的影响，从而提高了对焦的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于眼底相机的辅助对焦装置的结构示意图。

图2示出了各种职能光线在待检测眼球1的瞳孔处的分布区域。

图3示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于对焦状态下像散探测器上的光斑分布图。

图4示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于内离焦状态下像散探测器上的光斑分布图。

图5示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于外离焦状态下像散探测器上的光斑分布图。

图6示出了不同离焦量下像散探测器输出信号与离焦量的关系曲线图。

图7示出了本申请实施例涉及的一种用于眼底相机的辅助对焦装置。

图8示出了本申请实施例涉及的一种用于眼底相机的辅助对焦装置。

图9示出了本申请实施例涉及的一种眼底相机。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于眼底相机的辅助对焦装置的结构示意图，且通过如图1所示的辅助对焦装置，可在实现对焦功能时减小对焦调校难度，提高对焦精度。如图1所示，该装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；该对焦照明组件用于生成对焦照明光束；该对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜3，并通过中空反射镜3将该对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向。

该中空反射镜3沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜2，以将该对焦照明光束传输至待检测眼球1。

该对焦误差检测单元包括接目物镜2、视度补偿透镜5、成像透镜6、分光与像散发生装置、像散探测器9。

该眼底摄影光学系统，包括接目物镜2、孔径光阑4、视度补偿透镜5、成像透镜6，分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器7，用于获取眼底的图像。

该中空反射镜3沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜5、成像透镜6以及分光与像散发生装置；该分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成像散光束；该像散探测器9位于该像散光束的光路上；该视度补偿透镜5的位置随该像散探测器9的输出信号移动。

可选的，该第一光轴与该第二光轴成一定夹角，且该中空反射镜3位于该第一光轴与第二光轴的交点处。

进一步的，该第一光轴与该第二光轴垂直；该中空反射镜3位于该第一光轴与该第二光轴的角平分线上。

可选的，该分光与像散装置将该对焦反射光束分为像散光束以及眼底摄影光束，该像散光束与该眼底摄影光束成一定角度，例如，该像散光束与该眼底摄影光束可以垂直。

可选的，该图像传感器7位于该眼底摄影光束的光路上。

可选的，对焦照明组件中包括对焦照明光源201、第三聚光镜202以及对焦靶标板203；该对焦照明光源201发出的光束沿第三光轴传输，并依次通过第三聚光镜202以及对焦靶标板203传输至第二分光镜13上；该第二分光镜13将该对焦照明光源201发出的光束反射并形成该对焦照明光束。

上述装置的工作原理如下：

在传统劈裂对焦中，将对焦照明光束通过眼球外周区域入射到眼底，再通过两条劈裂线的是否对齐为判断依据，但该判断依据会受到眼球外周像差的影响。而在本申请实施例中，虽然也是从眼球外周区域进入眼底照明，但光斑本身很小，结合像散对焦技术，可避免眼球外周像差的影响，从而提高精度。

本申请实施例首先利用光源照亮待检测眼球的眼底中心的一个小区域，由于视网膜具有漫反射的效果，该光源将在待检测眼球的眼底10的中心的小区域中反射，形成视网膜光源，该视网膜光源经待检测眼球的眼底10的中心出射，依次经过接目物镜2、中空反射镜3、视度补偿透镜5、成像透镜6以及分光与像散发生装置出射，形成对焦反射光束。

该分光与像散发生装置将该对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成像散光束，该像散光束入射像散探测器9，并由像散探测器9转换为电信号，因此，可根据该电信号反推视度补偿透镜5的移动方向和移动量，并将视度补偿透镜5根据该反推结果进行移动，以实现辅助对焦功能。

可选的，上述视网膜光源由待检测眼球的眼底10传输至像散探测器9的光路为对焦检测光路。

进一步的，图2示出了各种职能光线在待检测眼球1的瞳孔处的分布区域。位于待检测眼球1的瞳孔中心的区域a为眼底摄影光束通过区域，位于待检测眼球1的瞳孔外周的区域c为照明光束的通过的区域，位于区域a和区域c之间的隔离区域b中无照明光束通过，这样的布局方式可以避免对焦照明光束入射到待检眼球角膜产生的反射光进入图像传感器7，从而降低图像传感器7中获得的成像图像中的杂散光。

可选的，像散探测器9为多像素光电探测器，下面以最简单的四象限探测器为例说明像散法对焦原理。图3示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于对焦状态下像散探测器上的光斑分布图。如图3所示，其左侧为四象限探测器示意图，四象限探测器包含至少四个像素，按图示分成等面积的ABCD四个区域。四象限探测器中显示了当装置与待检测眼球处于对焦状态下的光斑分布图。

眼睛折射光线的作用为屈光，屈光的能力为屈光度，若眼睛屈光度不正确，则会造成物体不能准确在视网膜成像，即眼睛存在屈光误差。首先，对像散探测器进行调校，将无屈光误差的模拟眼作为待检测眼，进行对焦之后，将此时像散探测器的输出信号，作为后续检测不同待检测眼球时进行对焦调整的基准信号。具体的，用一个无屈光误差的模拟眼进行校准，调整视度补偿透镜5，使图像传感器7获得的图像最清晰，此时调整像散探测器9的X、Y、Z位置，使其输出信号(A+D)-(B+C)＝0，此时，装置与待检测眼球处于对焦状态。

进一步的，图4示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于内离焦状态下像散探测器上的光斑分布图；图5示出了本申请实施例涉及的当装置与待检测眼球处于外离焦状态下像散探测器上的光斑分布图。可知，当装置与待检测眼球处于内离焦状态时，像散探测器9的输出信号(A+D)-(B+C)为负值；当装置与待检测眼球处于外离焦状态时，像散探测器9的输出信号(A+D)-(B+C)为正值。图6示出了不同离焦量下(即视度补偿透镜5位于不同位置时)像散探测器的输出信号与离焦量的关系曲线图，其纵轴为像散探测器9的输出信号(A+D)-(B+C)，横轴为离焦量。

具体的，由于眼底相机需要的视度补偿范围要小于图6中两条虚线之间的范围，因此，可近似认为视度补偿范围落在该曲线的线性区。对焦时，依据像散探测器9的输出信号的正负，可以知道当前处于内离焦(即输出信号为负值)、外离焦(即输出信号为正值)，或已对焦(即输出信号为0)，从而对应得知视度补偿透镜5应当前移、后移或无需移动。

同时，由于视度补偿透镜5的移动量和离焦量之间有固定的关系，且像散探测器9的输出信号与离焦量有如图6所示的曲线关系，因此，完成对焦时视度补偿透镜5的移动量和像散探测器9的输出信号的大小也有固定的关系，即可以依据当前像散探测器9的输出信号的大小来获得完成对焦时视度补偿透镜5的移动量。进一步的，对焦照明组件20与视度补偿透镜5之间存在联动关系，该联动关系可以通过多次实验获得。可选的，可通过以下方法获得该对焦照明组件20与视度补偿透镜5之间的联动关系：

将该辅助对焦装置对准给定屈光误差的模拟眼，调整视度补偿透镜5使模拟眼的眼底图像最清楚，然后调整对焦照明组件20，使图像传感器7上获得的模拟眼的眼底中心被照亮的小光斑的边界最清晰。将此步骤应用于多个存在不同给定屈光误差的模拟眼，即可通过计算获得该对焦照明组件20与该视度补偿透镜5之间的联动关系式。

对焦照明组件20与视度补偿对焦透镜5之间的联动关系，可以保证在检测处于齐焦或齐焦附近的不同屈光误差的待检测眼球时，可通过调整视度补偿透镜5，使得对焦照明组件20在待检眼眼球的眼底中照亮的区域均为一个小尺寸区域。

应当说明的是，对焦照明组件20与视度补偿透镜5之间具有给定的联动关系，随着视度补偿透镜5逐渐接近对焦位置(即离焦量逐渐减小)，对焦照明组件20在待检测眼球的眼底的照亮光斑也将越来越小，而像散探测器9的输出信号仅仅检测眼底小光斑通过瞳孔中心区域(如图2中区域a)的光线，而与瞳孔外周的相关像差(如球差，其与孔径大小直接相关)无关，因此可有效避免因人眼像差引起的对焦不准。

综上所述，在本申请示出的用于眼底相机的辅助对焦装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；对焦照明组件用于生成对焦照明光束；对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将对焦照明光束传输至待检测眼球；对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像。中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；像散探测器位于像散光束的光路上；视度补偿透镜的位置随像散探测器的输出信号移动。根据像散探测器输出的信号计算视度补偿透镜需要移动的方向和距离，以实现对焦。因此，上述装置在实现对焦功能时，结构简单，降低了对焦调校的难度；通过对焦误差信号与离焦量的关系曲线，可实现快速对焦；由于眼底被照明的对焦光斑很小，结合像散对焦技术，降低了待检眼外周区域像差对对焦精度的影响，从而提高了对焦的精度。

进一步的，在图1所示的用于眼底相机的辅助对焦装置的基础上，该装置还可以包括以下结构。请参考图7，其示出了本申请实施例涉及的一种用于眼底相机的辅助对焦装置。

如图7所示，在一种可能的实现方式中，该第一光轴上还存在角膜环形光圈11以及第一照明中继透镜12；该对焦照明光束依次通过第一照明中继透镜12与角膜环形光圈11传输至中空反射镜3；该角膜环形光圈11与人体角膜共轭布局。

在本申请实施例中，该第三光轴与该第一光轴垂直，且该第二分光镜13位于该第三光轴与该第一光轴的角平分线上。

如图7所示，在一种可能的实现方式中，该分光与像散发生装置包括第一分光镜8、像散元件21；该第一分光镜8与该第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成待检测对焦光束；该像散元件21置于该待检测对焦光束的光路上，以将该待检测对焦光束转换为像散光束。

如图7所示，在一种可能的实现方式中，该像散探测器9中的输出信号为内离焦，表征该视度补偿透镜5存在第二光轴的第一方向移动偏差；

该像散探测器9中的输出信号为外离焦，表征该视度补偿透镜5存在第二光轴的第二方向的移动偏差。

如图7所示，在一种可能的实现方式中，该像散探测器9接收到的信号为零时，该对焦照明组件位于对焦位置。

上述装置的工作原理如下：

对焦照明光源201发出的光束依次通过第三聚光镜202以及对焦靶标板203传输至第二分光镜13，该第二分光镜13将该对焦照明光源201发出的光束反射，形成对焦照明光束并经第一照明中继透镜12与角膜环形光圈11，再通过中空反射镜3反射至接目物镜2，并进入待检测眼球1，从而照亮待检测眼球的眼底10。

在理想光学系统中，任何一个物点发出的光线在系统的作用下所有的出射光线仍然相交于一点，由光路的可逆性和折射、反射定律中光线方向的确定性，可得出每一个物点对应于唯一的一个像点，通常将这种物像关系叫做共轭。该角膜环形光圈与待检测眼球的角膜共轭布局，即该角膜环形光圈与待检测眼球唯一对应。该角膜环形光圈可遮蔽靠近第一光轴中心的光束，使得如图2中区域2所示的环形的光斑照射在待检测眼球的瞳孔处，防止因角膜反射产生的杂散光进入眼底摄影光路。

由于该对焦靶标板203与待检测眼球的眼底共轭，因此对焦照明光束可照亮待检测眼球的眼底的中心区域。

可选的，上述对焦照明光源发出的光束传输至待检测眼球的眼底的光路为对焦照明光路。

可选的，该像散元件21可以是柱透镜，或者是光路倾斜放置的平行平板，或者是变形非球面，或者是XY多项式非球面以及其他像散发生器件。

进一步的，像散探测器9与该像散元件21的光轴有夹角，优选的，该夹角为45度。

可选的，在图7所示的用于眼底相机的辅助对焦装置的基础上，该分光与像散发生装置还可以是以下结构。请参考图8，其示出了本申请实施例涉及的一种用于眼底相机的辅助对焦装置。

如图8所示，在一种可能的实现方式中，该分光与像散发生装置包括平行平板分光镜8，该平行平板分光镜8与该第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束。

该像散元件直接由倾斜放置的平行平板分光镜8担任。这样一种布局方式，可以以极简的布局实现需要的功能。

综上所述，在本申请示出的用于眼底相机的辅助对焦装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；对焦照明组件用于生成对焦照明光束；对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将对焦照明光束传输至待检测眼球；对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像。中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；像散探测器位于像散光束的光路上；视度补偿透镜的位置随像散探测器的输出信号移动。根据像散探测器输出的信号计算视度补偿透镜需要移动的方向和距离，以实现对焦。因此，上述装置在实现对焦功能时，结构简单，降低了对焦调校的难度；通过对焦误差信号与离焦量的关系曲线，可实现快速对焦；由于眼底被照明的对焦光斑很小，结合像散对焦技术，降低了待检眼外周区域像差对对焦精度的影响，从而提高了对焦的精度。

进一步的，如图7所示的用于眼底相机的辅助对焦装置还可以应用于眼底相机，该眼底相机可以包括以下结构。请参考图9，其示出了本申请实施例涉及的一种眼底相机。

如图9所示，在一种可能的实现方式中，该眼底相机还包括二向色合束镜15以及第二照明中继透镜14；该二向色合束镜15用于将第三方向上的白色照明光束与第四方向上的红外照明光束中的至少一者转换为目标照明光束，并将该目标照明光束通过第二照明中继透镜14沿第一光轴传输至第一照明中继透镜12。

如图9所示，在一种可能的实现方式中，该相机还包括白光光源191、第一聚光镜181、第一瞳孔环形光圈171以及第一晶体环形光圈161；该白光光源191发出白色可见光并沿第一光轴，依次通过第一聚光镜181、第一瞳孔环形光圈171以及第一晶体环形光圈161生成白色照明光束，并传输至该二向色合束镜15。

如图9所示，在一种可能的实现方式中，该相机还包括红外光源192、第二聚光镜182、第二瞳孔环形光圈172以及第二晶体环形光圈162；该红外光源192发出红外光并沿第四光轴，依次通过第二聚光镜182、第二瞳孔环形光圈172以及第二晶体环形光圈162生成红外照明光束，并传输至该二向色合束镜15。

可选的，该第四光轴与该第一光轴垂直。

其中，上述眼底相机的原理可以如下所示：

理论上，在通过像散探测器的输出信号调整视度补偿透镜，进行对焦后，可通过对图像传感器获得的多张彩色图像进行处理，并根据处理后的多张彩色图像的清晰度检查眼底相机是否对焦。然而，实际上，一旦白色照明光束照亮待检测眼球的眼底，待检测眼球的瞳孔将立即收缩，导致短时间内无法再获得待检测眼球的眼底图像。因此，必须在启动白光光源之前实现对焦功能，以保证获得的是眼底相机处于对焦状态的彩色图像。

因此，可预先通过红外光源发射出人眼不敏感的红外光照亮待检测眼球的眼底，通过图像传感器获得眼底预览图片并观察，同时启动对焦误差检测，当对焦信号为零时，即眼底相机处于对焦状态，即可关闭红外光源和对焦照明光源，闪光拍照。

可选的，光源由待检测眼球的眼底10传输至图像传感器7的光路为眼底摄影光路。

红外光源192发射出人眼不敏感的红外光，依次通过第二聚光镜182、第二瞳孔环形光圈172以及第二晶体环形光圈162生成红外照明光束，并传输至该二向色合束镜15，再由二向色合束镜15反射至第二照明中继透镜14，再依次通过第二分光镜13、第一照明中继透镜12、角膜环形光圈11、中空反射镜3、接目物镜2传输至待检测眼球1，从而照亮待检测眼球的眼底10。

可选的，上述红外光源发出的光束传输至待检测眼球的眼底的光路为红外预览照明光路。

白光光源191发射出白色可见光，依次通过第一聚光镜181、第一瞳孔环形光圈171以及第一晶体环形光圈161生成白色照明光束，并传输至该二向色合束镜15，再由二向色合束镜15反射至第二照明中继透镜14，再依次通过第二分光镜13、第一照明中继透镜12、角膜环形光圈11、中空反射镜3、接目物镜2传输至待检测眼球1，从而照亮待检测眼球的眼底10。

可选的，上述白色光源发出的光束传输至待检测眼球的眼底的光路为白光闪光照明光路。

其中，两个相似且与待检测眼球1的瞳孔共轭布局的第一瞳孔环形光圈171以及第二瞳孔环形光圈172，用于在待检测眼球1的瞳孔处形成环形照明光斑(如图2所示区域c)；两个相似且与待检测眼球1的晶体后表面共轭的第一晶体环形光圈161以及第二晶体环形光圈162，用于抑制待检测眼球1的晶体产生的反射和散射杂光。

该眼底相机工作时，先启动红外光源192照亮待检测眼球的眼底10，并通过图像传感器7获取待检测眼球的眼底10的红外预览图像。接着根据该红外预览图像判断设备的对准状态和杂光水平，并根据上述辅助对焦装置判断对焦情况。

当该眼底相机对准且对焦后，将启动白光光源191照亮待检测眼球的眼底10，并通过该眼底摄影光路光路获取到待检测眼球的眼底10的彩色图像。

综上所述，在本申请示出的用于眼底相机的辅助对焦装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；对焦照明组件用于生成对焦照明光束；对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将对焦照明光束传输至待检测眼球；对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像。中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；像散探测器位于像散光束的光路上；视度补偿透镜的位置随像散探测器的输出信号移动。根据像散探测器输出的信号计算视度补偿透镜需要移动的方向和距离，以实现对焦。因此，上述装置在实现对焦功能时，结构简单，降低了对焦调校的难度；通过对焦误差信号与离焦量的关系曲线，可实现快速对焦；由于眼底被照明的对焦光斑很小，结合像散对焦技术，降低了待检眼外周区域像差对对焦精度的影响，从而提高了对焦的精度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于眼底相机的辅助对焦装置，其特征在于，所述装置包括对焦照明组件、眼底摄影光学系统以及对焦误差检测单元；所述对焦照明组件用于生成对焦照明光束；所述对焦照明光束沿第一光轴传输至中空反射镜，并通过中空反射镜将所述对焦照明光束反射至第二光轴的第一方向；

所述中空反射镜沿第二光轴的第一方向上部署有接目物镜，以将所述对焦照明光束传输至待检测眼球；所述对焦误差检测单元包括接目物镜、视度补偿透镜、成像透镜、分光与像散发生装置以及像散探测器；

所述眼底摄影光学系统，包括接目物镜、孔径光阑、视度补偿透镜、对焦联动装置、成像透镜、分光与像散发生装置中的分光镜以及图像传感器，用于获取眼底图像；

所述中空反射镜沿第二光轴的第二方向上依次部署有视度补偿透镜、成像透镜以及分光与像散发生装置；所述分光与像散发生装置用于将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束；所述像散探测器位于所述像散光束的光路上；所述视度补偿透镜的位置随所述像散探测器的输出信号移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光轴上还存在角膜环形光圈以及第一照明中继透镜；所述对焦照明光束依次通过第一照明中继透镜与角膜环形光圈传输至中空反射镜；所述角膜环形光圈与人体角膜共轭布局。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对焦照明组件中包括对焦照明光源、第三聚光镜以及对焦靶标板；所述对焦照明光源发出的光束沿第三光轴传输，并依次通过第三聚光镜以及对焦靶标板传输至第二分光镜上；所述第二分光镜将所述对焦照明光源发出的光束反射并形成所述对焦照明光束。

4.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述分光与像散发生装置包括第一分光镜、像散元件；所述第一分光镜与所述第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统分离出来，并形成待检测对焦光束；所述像散元件置于所述待检测对焦光束的光路上，以将所述待检测对焦光束转换为像散光束。

5.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述分光与像散发生装置包括平行平板分光镜，所述平行平板分光镜与所述第二光轴成45度角，以将眼底反射的对焦反射光束从眼底摄影光学系统中分离出来，并形成像散光束。

6.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述像散探测器中的输出信号为内离焦，表征所述视度补偿透镜存在第二光轴的第一方向移动偏差；

所述像散探测器中的输出信号为外离焦，表征所述视度补偿透镜存在第二光轴的第二方向的移动偏差。

7.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，当所述像散探测器接收到的信号为零时，所述对焦照明组件位于对焦位置。

8.一种眼底相机，其特征在于，所述眼底相机包括如权利要求1至7任一所述的辅助对焦装置；

所述眼底相机还包括二向色合束镜以及第二照明中继透镜；所述二向色合束镜用于将第三方向上的白色照明光束与第四方向上的红外照明光束中的至少一者转换为目标照明光束，并将所述目标照明光束通过第二照明中继透镜沿第一光轴传输至第一照明中继透镜。

9.根据权利要求8所述的眼底相机，其特征在于，所述相机还包括白光光源、第一聚光镜、第一瞳孔环形光圈以及第一晶体环形光圈；所述白光光源发出白色可见光并沿第一光轴，依次通过第一聚光镜、第一瞳孔环形光圈以及第一晶体环形光圈生成白色照明光束，并传输至所述二向色合束镜。

10.根据权利要求8所述的眼底相机，其特征在于，所述相机还包括红外光源、第二聚光镜、第二瞳孔环形光圈以及第二晶体环形光圈；所述红外光源发出红外光并沿第四光轴，依次通过第二聚光镜、第二瞳孔环形光圈以及第二晶体环形光圈生成红外照明光束，并传输至所述二向色合束镜。

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