TW201615144A - 接觸式眼底鏡 - Google Patents

Abstract

一種接觸式眼底鏡包含一接觸透鏡、一環形照明模組、一成像透鏡組以及一影像擷取模組。接觸透鏡具有一凹面，用以接觸一眼球。環形照明模組貼近接觸透鏡設置，並提供一直接照明光源照射眼球之基底。成像透鏡組設置於環形照明模組中央之一中空部，並用以會聚來自眼球之基底之一反射光。影像擷取模組用以擷取成像透鏡組所會聚之反射光以形成一影像。上述之接觸式眼底鏡具有較佳之照明效率、結構緊湊以及較少成像透鏡所反射之雜散光等優點。

Description

接觸式眼底鏡

本發明是有關一種眼底鏡，特別是一種接觸式眼底鏡。

眼底鏡是用來觀察眼球基底之檢視工具，例如用以觀察視網膜、視神經盤、血管分佈等是否異常。然而，受到瞳孔的限制，習知之非接觸式眼底鏡的可觀測範圍較小，一般而言，半視角僅約為20度。若欲增加可觀測範圍，成像系統以及照明系統皆需要特殊設計，例如加大透鏡或獨立之照明系統，如此將導致非接觸式眼底鏡之體積無法有效縮小。接觸式眼底鏡因貼近瞳孔進行觀測，因此，可獲得較大的可觀測範圍。

一種習知之接觸式眼底鏡是採用與成像系統同軸之照明系統。然而，此系統之透鏡中央的反射光難以避免而影響觀測。此外，此系統之透鏡尺寸正比於照明角度，因此，欲得到大範圍的照明，相對較大尺寸的透鏡難以避免。另一種習知之接觸式眼底鏡則是採用光纖導引照明光以提供較大範圍的照明。可以理解的是，光纖的出光角度較小，因此，此系統需佈置多個不同照明方向之光纖才能獲得較大範圍的照明，如此將導致結構複雜、組裝成本增加等問題。此外，光源與光纖之間的耦合亦影響光源的利用效率。

有鑑於此，如何以簡單的結構即可提供較大範圍的眼底照明便是目前極需努力的目標。

本發明提供一種接觸式眼底鏡，其是將偏離成像系統光軸之光源儘可能貼近瞳孔，如此，藉由直接照明即可提供較大之照明範圍。

本發明一實施例之接觸式眼底鏡包含一接觸透鏡、一環形照明模組、一成像透鏡組以及一影像擷取模組。接觸透鏡具有一第一表面以及一相對之第二表面，其中第一表面為一凹面，用以接觸一眼球。環形照明模組貼近接觸透鏡之第二表面設置，並用以提供一直接照明光源通過眼球之一瞳孔以照射眼球之一基底。成像透鏡組設置於環形照明模組中央之一中空部，並用以會聚來自眼球之基底之一反射光。影像擷取模組用以擷取成像透鏡組所會聚之反射光以形成一影像。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照圖1至圖3，本發明之一實施例之接觸式眼底鏡包含一接觸透鏡11、一環形照明模組12、一成像透鏡組13以及一影像擷取模組14。接觸透鏡11具有一第一表面111以及一相對之第二表面112。接觸透鏡11之第一表面111朝向眼球20，以接觸眼球20。可以理解的是，第一表面111可為一凹面以貼近眼球20之角膜。舉例而言，凹面的曲率約與角膜的曲率相等。於一實施例中，接觸透鏡11之材質可為一高分子聚合物材料。舉例而言，接觸透鏡11之材質可為一具有生物相容性之軟性高分子聚合物材料，較佳者，接觸透鏡11之材質同時可以是高含水之高分子聚合物材料，例如矽水膠、人工聚合物或天然樹脂等。

環形照明模組12貼近接觸透鏡11之第二表面112設置。環形照明模組12用以提供一直接照明光源通過眼球20之瞳孔以照射眼球20之基底。需注意者，直接照明光源是指光源所產生之全部或大部分之光線未經人為加工之表面反射即入射至眼球20之基底。於一實施例中，環形照明模組12可為多個呈環形對稱排列之發光元件121(例如發光二極體)或一環形發光元件(例如有機發光二極體)。於一實施例中，環形照明模組12可包含多個第一發光二極體121a以及多個第二發光二極體121b，其中多個第一發光二極體121a以及多個第二發光二極體121b分別呈環形對稱排列，且第一發光二極體121a以及第二發光二極體121b所產生之直接照明光源之中心波長相異。舉例而言，第一發光二極體121a用以提供可見光，例如白光，而第二發光二極體121b則用以提供紅外光，以提供不同的觀測用途。

成像透鏡組13設置於環形照明模組12中央之一中空部122。成像透鏡組13用以會聚來自眼球20之基底之一反射光RL，並成像於影像擷取模組14。於一實施例中，成像透鏡組13包含一第一透鏡群組131、一第二透鏡群組132以及一第三透鏡群組133，其自眼球20側至影像擷取模組14側依序配置。第一透鏡群組131設置於環形照明模組12中央之一中空部122，並會聚眼球20基底之反射光，以在第一透鏡群組131以及第二透鏡群組132之間形成一中間像。於一實施例中，接觸透鏡11之第二表面112具有一凸面112a，其對應於成像透鏡組13之第一透鏡群組131。如此，接觸透鏡11亦可具有部分之成像功能。第二透鏡群組132用以解決大視角的畸變，舉例而言，第二透鏡群組132可為至少二個非球面透鏡。第三透鏡群組133用以消除色差，舉例而言，第三透鏡群組133可為至少二組雙膠合透鏡，或一組雙膠合透鏡以及一組三膠合透鏡。於一實施例中，第二透鏡群組132以及第三透鏡群組133至少其中之一是以可相對於第一透鏡群組131移動的方式配置，例如沿成像透鏡組之光軸OA移動或調整角度。影像擷取模組14則用以擷取成像透鏡組13所會聚之反射光RL以形成一影像。舉例而言，影像擷取模組14包含電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器或底片。

依據上述結構，環形照明模組12儘可能地貼近眼球20之瞳孔，因此本發明之接觸式眼底鏡可提供較大角度之照明範圍，即眼球20之後半部，如圖1所示虛線之左側。可以理解的是，發光元件121往靠近成像透鏡組13之光軸OA的方向移動可提供較佳之照明效率，但卻會限制第一透鏡群組131之設置空間，進而影響成像品質。相反的，發光元件121往遠離成像透鏡組13之光軸OA的方向移動雖可設置較大尺寸之第一透鏡群組131，但卻無法提供均勻之照明。因此，於一較佳實施例中，環形照明模組12之中空部122的內徑D介於6mm至10mm。換言之，第一透鏡群組131之最大直徑即介於6mm至10mm。

為了使發光元件121靠近光軸OA，發明元件121所採用之發光二極體可為簡易封裝結構，亦即封裝完成之發光二極體封裝件不包含具有偏折光線功能之二次光學結構。如此，簡易封裝之發光二極體封裝件之高度以寬度較小，而可以儘可能地靠近瞳孔以及光軸OA，且其出光的角度相對較大。於一實施例中，之接觸透鏡11之第二表面112具有一聚光結構112b，其對應於環形照明模組12之發光元件121。聚光結構112b可將較大角度之直接照明光源加以會聚而通過眼球20之瞳孔，進而提高照明效率。舉例而言，聚光結構112b可為一凸面。需注意者，聚光結構112b亦可與發光元件121整合在一起。換言之，發光元件121可為包含二次光學結構之發光二極體封裝件。

依據上述結構，本發明之接觸式眼底鏡可以達到非常緊湊的結構設計，因此，於一實施例中，本發明之接觸式眼底鏡更包含一外殼，其外型易於以手持握，例如為一槍型。將接觸透鏡11、環形照明模組12、成像透鏡組13以及影像擷取模組14整合於外殼中，即可使本發明接觸式眼底鏡成為一手持式裝置。

於一實施例中，本發明之接觸式眼底鏡更包含一顯示模組15，其用以顯示影像擷取模組14所擷取之影像。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解，本發明之接觸式眼底鏡可包含具有運算功能之處理單元，例如整合於影像擷取模組14中或彼此分離設置。處理單元可用以處理影像擷取模組14所擷取的影像並將影像顯示於顯示模組15。舉例而言，處理單元可對影像擷取模組14所擷取的影像進行影像處理，例如去除雜訊、調整對比或亮度等，以獲得較佳之影像品質。處理單元之功能為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，故省略其詳細說明。

於一實施例中，本發明之接觸式眼底鏡更包含一焦距調整模組16。焦距調整模組16可利用機械方式或電子方式驅動影像擷取模組14沿成像透鏡組之一光軸OA線性移動，如圖1之箭頭A所示，以調整適當之焦距。焦距調整模組16是線性移動影像擷取模組14，換言之，成像透鏡組13的背焦可以隨意調整，因此，成像透鏡組13無需其它調整焦距的機構，尤其是非線性補償之凸輪環(cam ring)設計，是故成像透鏡組13之設計可加以簡化，並允許較大之機構公差而降低製造困難度及製造成本。可以理解的是，於一實施例中，焦距調整模組亦可驅動第二透鏡群組132以及第三透鏡群組133至少其中之一沿成像透鏡組之光軸OA移動，以調整適當之焦距。

於一實施例中，本發明之接觸式眼底鏡更包含一連接埠17，其用以與一外部電子裝置(未圖示)物理性連接。本發明之接觸式眼底鏡可經由連接埠17將影像擷取模組14所擷取之影像傳送至外部電子裝置。舉例而言，連接埠17可為一通用序列匯排流(Universal Serial Bus，USB)。

綜合上述，本發明之接觸式眼底鏡，其是將偏離成像系統光軸之環形光源儘可能貼近瞳孔，而可提供較大之眼底照明範圍且其結構緊湊。此外，離軸之環形照明未與成像系統共用透鏡，因此可避免透鏡反射之雜散光。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

11‧‧‧接觸透鏡
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
112a‧‧‧凸面
112b‧‧‧聚光結構
412‧‧‧環形照明模組
121‧‧‧發光元件
121a‧‧‧第一發光二極體
121b‧‧‧第二發光二極體
122‧‧‧中空部
13‧‧‧成像透鏡組
131‧‧‧第一透鏡群組
132‧‧‧第二透鏡群組
133‧‧‧第三透鏡群組
14‧‧‧影像擷取模組
15‧‧‧顯示模組
16‧‧‧焦距調整模組
17‧‧‧連接埠
20‧‧‧眼球
OA‧‧‧光軸

圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之接觸式眼底鏡。 圖2為一示意圖，顯示本發明一實施例之接觸式眼底鏡之接觸透鏡、環形照明模組以及第一透鏡群組。 圖3為一示意圖，顯示本發明一實施例之接觸式眼底鏡之環形照明模組。

11‧‧‧接觸透鏡

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

112a‧‧‧凸面

112b‧‧‧聚光結構

12‧‧‧環形照明模組

121‧‧‧發光元件

131‧‧‧第一透鏡群組

Claims (18)

1. 一種接觸式眼底鏡，包含： 一接觸透鏡，其具有一第一表面以及一相對之第二表面，其中該第一表面為一凹面，用以接觸一眼球； 一環形照明模組，其貼近該接觸透鏡之該第二表面設置，並用以提供一直接照明光源通過該眼球之一瞳孔以照射該眼球之一基底； 一成像透鏡組，其設置於該環形照明模組中央之一中空部，用以會聚來自該眼球之該基底之一反射光；以及 一影像擷取模組，其用以擷取該成像透鏡組所會聚之該反射光以形成一影像。
2. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該環形照明模組之該中空部之內徑介於6mm至10mm。
3. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該環形照明模組包含多個呈環形對稱排列之發光元件或一環形發光元件。
4. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該環形照明模組包含多個第一發光二極體以及多個第二發光二極體，其中該多個第一發光二極體以及該多個第二發光二極體分別呈環形對稱排列，且該第一發光二極體以及該第二發光二極體所產生之該直接照明光源之中心波長相異。
5. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該環形照明模組包含多個呈環形對稱排列之發光二極體，且該發光二極體為簡易封裝結構。
6. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該環形照明模組包含多個呈環形對稱排列之發光二極體，且該發光二極體之封裝結構包含二次光學結構。
7. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中對應該環形照明模組之該接觸透鏡之該第二表面具有一聚光結構，其用以會聚該直接照明光源通過該眼球之該瞳孔。
8. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該接觸透鏡之該第二表面具有對應於該成像透鏡組之一凸面。
9. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該接觸透鏡之材質為一高分子聚合物材料。
10. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該接觸透鏡之材質為一具有生物相容性之軟性高分子聚合物材料。
11. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，其中該成像透鏡組包含自該眼球側至該影像擷取模組側依序配置之一第一透鏡群組、一第二透鏡群組以及一第三透鏡群組，其中該第一透鏡群組會聚該反射光，以在該第一透鏡群組以及該第二透鏡群組之間形成一中間像。
12. 如請求項11所述之接觸式眼底鏡，其中該第二透鏡群組以及該第三透鏡群組至少其中之一是以可相對於該第一透鏡群組移動的方式配置。
13. 如請求項11所述之接觸式眼底鏡，其中該第二透鏡群組包含至少二個非球面透鏡。
14. 如請求項11所述之接觸式眼底鏡，其中該第三透鏡群組包含至少二組雙膠合透鏡，或一組雙膠合透鏡以及一組三膠合透鏡。
15. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，更包含： 一顯示模組，其用以顯示該影像擷取模組所擷取之該影像。
16. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，更包含： 一焦距調整模組，其用以驅動該影像擷取模組或該成像透鏡組中至少之一透鏡組沿該成像透鏡組之一光軸線性移動。
17. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，更包含： 一連接埠，其用以與一外部電子裝置物理性連接，以輸出該影像擷取模組所擷取之該影像至該外部電子裝置。
18. 如請求項1所述之接觸式眼底鏡，更包含： 一外殼，其外型易於以手持握，其中該接觸透鏡、該環形照明模組、該成像透鏡組以及該影像擷取模組整合於該外殼中，以使該接觸式眼底鏡成為一手持式裝置。