CN1678235A - 便携式眼科装置和眼科系统 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种便携式眼科装置和眼科系统。该便携式眼科装置(1)包括：可拆卸地安装有带照相机的蜂窝电话(2)、一体地配有支撑部(7)和照明光学系统(13)的主体(6)、该照明光学系统(13)能沿照明光轴(02)向拍照目标眼睛(E)发出照明光束，该照明光轴(02)与拍照光轴(01)以一个预定角度相交。

Description

便携式眼科装置和眼科系统

技术领域

本发明涉及一种便携式眼科装置，能够利用流行的具有照相功能的便携式装置，如蜂窝电话、个人数字助手(PDA)和数码照相机的，获得拍照目标眼睛的图像数据，本发明还涉及一种利用该便携式眼科装置的通信功能处理图像数据的眼科系统。

背景技术

通常，我们知道的眼科装置是指裂隙灯(slit lamp)、眼底照相机、反射能力测量仪、角膜内皮细胞拍照仪等。这些眼科装置主要配备在医疗部门。

例如，裂隙灯向要拍照目标眼睛发出缝隙状照明光束，然后观察并拍照被该缝隙状照明光束照明的拍照目标眼睛。

使用传统的裂隙灯装置时，患者坐在裂隙灯装置前。通过该裂隙灯装置拍照光轴相对于眼睛上下左右的调准校正(沿垂直于光轴方向的校正)，并通过该裂隙灯相对于拍照目标眼睛的操作距离的校正(沿光轴方向的校正)，以及必要的调焦，从而获得拍照目标眼睛的照片。

对患者眼睛进行观测对眼科诊断治疗非常有效。

然而，传统的眼科装置除了用于诊疗部门，其他地方都不大使用。因此，当病人眼睛的状况急需记录或者由于医生和病人相距很远而不能直接对病人做出诊断的时候，要想在诊疗部门以外的地方得到病人眼睛的图像数据很不方便。

由此可见，上述现有的眼科装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决眼科装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的眼科装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的便携式眼科装置和眼科系统，能够改进一般现有的眼科装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的眼科装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的便携式眼科装置，所要解决的技术问题是使其可以获得目标眼睛的图像数据，该装置具有诸如流行的能拍照的便携式蜂窝电话，个人数字助手(PDA)，数码照相机的便携式照相功能，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的眼科系统存在的缺陷，而提供一种眼科系统，所要解决的技术问题是使其利用该便携式眼科装置的通信功能进行图像数据处理，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为了达到上述发明目的，依据本发明的该便携式眼科装置，其包括：一支撑部，该支撑部将具有照相机部的便携式装置可拆卸地固定在拍照光轴上；和一主体，能够整体地安装该支撑部并具有一个能沿着一照明光轴向拍照目标眼睛发出照明光束的照明光学系统，照明光轴与该拍照光轴以一个预定的角度相交。

较好的是，该照明光学系统的照明条件可以变化。

更好的是，该便携式装置是一种具有通信功能部的个人数字助手。

照明条件可以由拍照光轴和照明光轴的形成夹角和照明光束的形状或光量确定。更好的是，主体具有一个拍照辅助光学系统并且其拍照条件可以根据照明条件的变化而变化。

方便的是，该拍照辅助光学系统具有一个变焦透镜和辅助透镜。该辅助透镜和变焦透镜的调焦度可以根据拍照条件作出相应的变化。

更方便的是，主体的结构被设置为可以更换不同结构的光学单元。如果照明光学系统有一个缝隙孔径光阑，向目标眼睛发出缝隙状照明光束，可以拍照角膜和晶状体横截面的形状。如果主体具有一个用于拍照目标眼睛的眼底的拍照辅助光学系统，并且该照明光学系统能够改变拍照光轴的角度，就可以改变眼底被拍照的部分，。

在主体上装配一个同轴的普拉西多盘式(placido-disc)的照明光学系统，就有可能对患者眼睛的角膜做环形照明，从而观测到角膜的形状。如果支撑部具有一对可以互相开合伸缩的支架，就可将多种便携式装置用于该便携式眼科装置。

更好的是，支撑部相对于主体是可滑动的。方便的是，如果提供某指令功能(command function)，就可以在最终目的地(end destination)处理数据，尽管该便携式装置上没有装备数据分析功能，该指令功能仍可以在最终该目的地处理对象眼睛的图像数据。更为方便的是，文字和符号数据和图像数据都是可传输的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明便携式眼科装置的实例的简图，其中图1(a)是装有蜂窝电话的该便携式眼科装置的从蜂窝电话正面看去的视图，图1(b)是从该蜂窝电话背后看去的该便携式眼科装置的视图。

图2是可以安装在该便携式眼科装置上的蜂窝电话的简图，其中图2(a)是由其正面看去的正视图，图2(b)是由其背面看去的后视图。

图3是说明图1(b)所示支撑部详解结构的局部截面图。

图4是安装在图1所示主体体上光学单元的一个实例的光学图，该光学图也是展示在拍照角膜和晶状体横截面图像时的使用状态的说明性图。

图5是根据本发明的该便携式眼科装置控制电路的说明图。

图6是根据本发明的该便携式眼科装置的系统说明图。

图7是显示另一结构的蜂窝电话的简图，其中图7(a)是蜂窝电话正视图，图7(b)是图7(a)所示蜂窝电话的后视图。

图8是安装有图7所示蜂窝电话的该便携式眼科装置的说明图，其中，图8(a)是蜂窝电话的正视图，图8(b)是蜂窝电话的后视图。

图9是安装有作为便携式装置的个人数字助手的该便携式眼科装置的说明图，其中，图9(a)是个人数字助手的正视图，图9(b)是其后视图。

图10是图4所示光学单元拍照的角膜和晶状体的横截面图。

图11是使用图4所示的光学单元拍照眼底的工作状态的说明图。

图12是使用图4所示的光学单元拍照的眼底的视图。

图13是该便携式眼科装置的视图，其中包含有普拉西多盘式照明光学系统的光学主体单元被设置在主体上。

图14是使用如图13所示的光学单元拍照的普拉西多盘图像的说明图。

图15是该便携式眼科装置的一个实例的视图，其中的主体中装有用视网膜检影法测量折射率的光学单元。

图16是说明视网膜检影法的原理的说明图，其中，图(a)是正常视力情况下目标眼睛的视图，图(b)是近视情况下目标眼睛的图示，图(c)是远视情况下目标眼睛的图示。

图17是该便携式眼科装置的另一个例子的视图，其中的主体体中装有用视网膜检影法测量折射率的光学单元。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的便携式眼科装置和眼科系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

(实施例1)

图1是说明根据本发明作为便携式装置的蜂窝电话2被安装在便携式眼科装置1的视图。如图2(a)所示，蜂窝电话2的前面板上有一个显视屏3和一个有10个按键的数字键盘3。如图2(b)所示，蜂窝电话背面的上部和中部沿宽度方向安装有一个构成拍照相机组成部分的拍照镜头5。

该便携式眼科装置1主要由一个主体6和支撑部7组成。支撑部7配有和与其结合成一体的主体6。主体6在与支撑部相连接一侧的表面具有一个燕尾槽8。

如放大图图3中所示的细节，支撑部7配有与其结合成一体的支腿9。这支腿具有连接部9a，被适合于接合燕尾槽8和支柱9b。支架9沿着燕尾槽8的纵向是可滑动的。

支柱9b装备有配合管套9d，配合管套可沿支柱的纵向伸长。配合管套9d被倾斜，这样借助螺旋拉簧9e靠近主体6。配合管套9d作为固定部件，沿蜂窝电话2的宽度方向由相对的两侧固定住蜂窝电话2。

配合管套9d的顶部配有固定部件9c，配合主体从蜂窝电话的厚度方向上固定位蜂窝电话。固定部件9c上配有螺旋拉簧9f。配合管套9d被倾斜，借助螺旋拉簧9f彼此靠近。蜂窝电话2插入被配合管套9d、主体6和固定部件9c所围绕的空间10，从而被设置在该便携式眼科装置1中。

如图4所示，主体6在相对的中央部配有圆形窗口6a和6b。圆形窗口6a设置在面对拍照目标眼睛E一侧。圆形窗口6b设置在面对蜂窝电话2的拍照镜头5一侧。另外，图4中，C表示角膜，Er表示眼底视网膜，K代表晶状体。

在主体6上设置有个圆形窗口6a的一侧中配有一对光源6c(白色光源)，用来照明眼前节，并且该对光源对称的设置于圆形窗口6a的两侧。辅助透镜11可拆卸地设置在圆形窗口6a上，用来观察眼底。

光学部件12可拆卸地设置在主体6上。该光学部件12由照明光学系统13和拍照辅助光学系统14组成。该照明光学系统13的照明光轴O1被设计成与该照相透镜5的拍照光轴O2以一个预先设定的角度相交。

该照明光学系统13主要由诸如照明光源15、聚光器16、缝隙孔径光阑17和投影透镜18等照明系统部件构成。缝隙孔径光阑17被适合于能够改变裂缝的宽度。这些照明系统部件安装在透镜镜筒19内。如图4所示，透镜镜筒19被设计成可以旋转的，是为了在某一角度范围内改变相对于拍照光轴O2预先设计的角度θ。该拍照辅助光学系统14主要由物镜20和变焦透镜系统21构成。

如图5所示，该光学部件12配有控制器22、第一驱动部23、第二驱动部24、第三驱动部25、第四驱动部26、操作部27和电源部28。

可使用电池等做为电源部28。操作部27包括：开启或关闭电源部28的开关、驱动第一驱动部2 3到第四驱动部26的驱动开关、照明光源15和控制照亮眼前节的光源6c的开关。蜂窝电话2包括拍照相机、10键的操作部4，显示屏3和远程通信部。拍照相机配有一个快门按钮。

基于操作仪27的操作，控制部22控制第一驱动23到第四驱动26和电源部28。第一驱动部23完成装入和取出用于观测视网膜的辅助透镜11的任务。第二驱动部24使照明光学系统13发生旋转。第三驱动部25完成驱动变焦透镜系统21的任务。第四驱动部26实现驱动整个光学单元12前后的移动(沿拍照光轴方向)。有关驱动机械结构的说明在此略去。

如图6所示，该便携式眼科装置1经互联网与服务器30相连。该服务器30具有一个监视器(显示部)31、一个运算部32和存储部33。蜂窝电话2中的拍照相机拍到的拍照目标眼睛的图像数据经互联网传输后再被处理。

以下举例说明说明根据本发明的该便携式眼科装置的工业应用性。

首先，根据便携式装置的类型调整支撑部7。例如，如图7(a)，(b)所示，如果拍照相机5对应蜂窝电话2，没有安装在蜂窝电话宽度方向的中心位置，而是被移到了一边，那么就要通过沿着燕尾槽滑动蜂窝电话2的方式使之连接到主体6，使拍照相机5的光轴O2与照相辅助透镜系统14的光轴O3大致重合，如图8所示。

如果该便携式装置是对应个人数字助手2’，调整支架腿9的中心距离和配合管套9d的高度将支架腿伸展，使PDA 2’连接到主体6，如图3所示，然后调节该便携式装置中拍照相机的光轴O2和照相辅助透镜系统的光轴O3使它们大致重合。如果是图1所示的蜂窝电话2，蜂窝电话设置在主体6上，使支撑部7大致位于蜂窝电话2的中心位置。

然后，对操作部27进行操作，设置各种功能。这里，选择了一种缝隙照明拍照。接着，设置照明和拍照条件。

例如，照明条件为：照明光束的光量、拍照光轴O1与照明光轴O2之间的夹角，以及照明光束的形状。可以通过改变缝隙孔径光阑17形状的手段改变照明光束的形状。拍照条件为，例如，曝光时间和拍照的放大倍率(变焦放大倍率)。

然后进行校正，使对象(病人)的拍照目标眼睛E被反射在蜂窝电话2的显示部3的中心位置。此时，使用了照亮眼前节的光源6c。

然后，光学单元12沿着光轴方向移动，使角膜C与拍照相机5共轭。然后，按下快门按钮，拍照目标眼睛E的图像数据就可以被拍照到。

通过操作10键部4将文字数据和命令输入蜂窝电话2。然后，按下发送按钮，图像数据，表示对象关系的文字信息和命令通过互联网被传送到服务器30。在服务器30这端，根据这些图像数据和命令进行处理。服务器30检查是否存在一返回命令。图10显示了使用缝隙照明拍照到的图像的例子。在图10中，31’表示角膜的横截面图，32’表示晶状体的横截面图，33’表示彩虹状边界线，34’表示瞳孔的边缘。

如果存在返回命令，服务器30将处理结果传送到蜂窝电话2。处理的结果显示在显示部3上。如果继续拍照摄，该处理也将重复。如果处理停止，那么操作部27的电源，或不是蜂窝电话2的电源就是传输应该被关闭。

如图11所示，观察眼底时，照明光学系统的照明光轴O1与拍照光轴O2之间的夹角θ′被设置为小于缝隙照明观测中的夹角。通过对操作仪27的操作，辅助透镜11被置于圆形窗口6a的前面，使其置于拍照光路上。除此以外，辅助透镜11沿着光轴移动并被设置为使拍照目标眼睛E的视网膜Er和拍照透镜5共轭。

以同样的方式，通过按下快门按钮，由蜂窝电话2拍照图像数据并以同样的方式传送。

图12显示了用这些方式拍照到的眼底图像Er’的一个实例。

同样，这些眼底图像Er’、角膜31’的横截面图像和晶状体34’的横截面图像可以作为电子卡特尔保存起来。

(实施例2)

图13显示了如光学部件12的一种情况，具有普拉西多盘式照明光学系统的光学部件12’被设置在主体6中。这里，该光学部件12’有一个同轴的普拉西多盘式照明光源35和一个照相辅助透镜光学系统36。该照相辅助透镜光学系统36具有一对中继透镜37和38。中继透镜38的前焦点f1中设置有一个远心孔径光阑39。

利用此装置，同轴普拉西多盘的照明光线投射到拍照目标眼睛(被检查的眼睛)E的角膜C。形成在角膜C表面上的普拉西多盘图像通过中继透镜37在空中聚焦一次。在空中聚焦的图像透过远心孔径光阑39，然后透过中继透镜38，到达了拍照相机5，并在其上再次聚焦。这样一来，普拉西多盘图像的图像数据就被传送到蜂窝电话2。

图14显示了成像于角膜表面的普拉西多盘的图像39’。在这个实施方式中，普拉西多盘中环的数量是2个，然而，这个数量可以增加而不受限制。服务器30根据命令的内容分析普拉西多盘的图像39’的形状和间隔，从而获得角膜的形状。经过分析的处理结果由命令传送到蜂窝电话2。

(实施例3)

如图15所示，在实施方式3中，作为光学单元12，一个用视网膜检影法测量眼睛的反射能力的光学单元12”安装在主体中。光学单元12”由作为拍照辅助镜头系统的望远镜部40、刀状部件41和照明光源42组成。

这里，照明光源42被安置在拍照光轴O1以外的地方并与刀状部件41其轭，以便向视网膜Er发射红外线。

如图16(a)所示，如果目标眼睛E视力正常，那么图像B1在眼底Er的角膜上成像。如图16(b)所示，如果是近视眼，图像B1眼底Er的角膜的前面成像。如图16(c)所示，如果是远视眼，图像B1在眼底Er的角膜的后面成像。

使用视网膜检影法，从光量的分布中可以获得眼睛的反射率。即，可以通过位于目标眼睛E上的乳突状区域的眼底Er的光量分布获得眼睛的反射率。同样，通过观测来自眼底Er的反射光的明亮部是在刀状部件41的同侧还是另外一侧来判断是近视还是远视。

在视力正常情况下，垂直于光轴O1方向r上的光量的分布是相等的。在近视情况下，沿着刀状部件41同侧的反射光量增加。在远视情况下，沿着与刀状部件41同侧的反射光量减少，而另外一侧的则增加。同样，随着眼睛的球面度数的增加，光量分布的差别也逐渐变大。用拍照相机5拍照反射光量，可以得到反射率。

然后，用望远镜40将瞳孔放大，用拍照相机5将瞳孔的图像作为图像数据输入到蜂窝电话2中，将图像数据传送给服务器30，在服务器30上分析并处理这些信息，最终，可以获得目标眼睛E的反射率(球面度数)。

在这种情况中，拍照工作是在将照明光源42设置为偏离拍照光轴进行的。然而，照明光源42可以被设置在照明光轴O1上，并且还可以设置在与刀状部件41共轭的位置。图17显示了这样的一个例子，标号43代表半透镜反射镜。光源42设置在刀状部件41和半透镜反射镜43的共轭位置。光源42的图像形成在光轴O1上，位于刀状部件41的边沿。

如上所述，尽管说明了实现本发明的具体实施例，但是如果该便携式装置是一部有变焦镜头和低倍放大镜头的数码照相机，就不必设置照相辅助光学系统14和36了。

还有，该便携式装置安装了一种预定的分析软件来分析不太复杂的过程，如光学反射能力，而无需将信息传送给服务器。还有，如果该便携式装置是数码照相机一类不具有无线传输功能，可以将数据暂时保存在该便携式装置中，然后可以通过与服务器相连进行信息的传输。

此外，在照明光学系统12中安装一个蓝色光滤光器，然后像使用荧光素一样，用蓝色照明光束去照射患者的眼睛的眼前节，可以实现荧光部分(所谓荧光素着色效果的观侧)的观测拍照。

工业应用性

本发明是根据上面介绍设计的，利用流行的具有照相功能的如蜂窝电话，个人数字助手(PDA)和数码相机等便携式装置，可以很容易的拍摄目标眼睛的图像数据。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1、一种便携式眼科装置，其特征在于其包括：

支撑部，将具有照相机部的便携式装置可拆卸地固定在拍照光轴上；和

主体，配有与其成为一体的该支撑部并具有能沿着照明光轴向拍照目标眼睛发出照明光束的照明光学系统，该照明光轴与该拍照光轴以一个预先确定的角度相交。

2、根据权利要求1所述的便携式眼科装置，其特征在于其中所述的照相光学系统的照明条件是可以改变的。

3、根据权利要求2所述的便携式眼科装置，其特征在于其中所述的便携式装置是具有通信功能的个人数字助手。

4、根据权利要求1或2所述的便携式眼科装置，其特征在于其中所述的照明条件取决于所述拍照光轴与所述照明光轴的夹角，和所述照明光束的形状或大小。

5、根据权利要求1或2所述的便携式眼科装置，其特征在于其中所述的主体具有拍照辅助光学系统，被配置为照相辅助光学系统的照相条件可以根据所述照明条件的改变而改变。

6、根据权利要求5所述的便携式眼科装置，其特征在于其中所述的照相辅助光学系统具有变焦透镜或辅助透镜并且该辅助透镜被设定，并且该变焦透镜的变焦位置可以根据照相条件相应的改变。

7、根据权利要求1所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的主体配有可替换不同结构的光学部件。

8、根据权利要求1或2所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的照明光学系统有一个孔径光阑，并且通过向所述拍照目标眼睛发出裂缝照明光束，可以拍照到角膜和晶状体的截面形状。

9、根据权利要求1或2所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的主体有一个用于拍照拍照目标眼睛的眼底情况的照相辅助光学系统，并且所述照明光学系统被适合于改变所述照相光束和照明光学系统之间形成的角度。

10、根据权利要求1或2所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的主体有一个同轴的普拉西多式盘照明光学系统，并且拍照目标的每个眼睛的角膜可以被环形照明。

11、根据权利要求1所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的支撑部具有一对可以互相开合伸缩的支架。

12、根据权利要求1所述的一种便携式眼科装置，其特征在于其中所述的支撑部相对于所述主体是可滑动的。

13一种眼科系统，其特征在于其中根据权利要求1到10任一项所述的便携式装置具有用于在目的地处理拍照目标眼睛图像数据的指令功能。

14、根据权利要求13所述的一种眼科系统，其特征在于其中，如权利要求1到10任一项所述的该便携式装置被适合于可传递文字或符号数据以及所述图像数据。

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