TWI468147B - 檢查儀器 - Google Patents

Description

檢查儀器

本發明的範例與非限制的實施例是關於一般的眼科檢查儀器。

一台眼底照像機的光學設計有著許多的挑戰：影像必須要銳利且平均的被照明，且要夠明亮以克服雜訊的檢測。視野必須夠寬闊以捕捉視網膜大的部分。影像必須要沒有眩光。尤其是眼底照相機鏡頭、眼睛角膜和水晶體的反射，很容易破壞影像的品質。成像亦被期望能夠沒有放大的瞳孔，比如說，已沒有散瞳的方式。該設備最好能夠以手動操作。最後，該設備應該要小巧，並且可以輕易的在成像時與眼睛對齊，且操作的距離必須要夠長。

以前已曾有許多人企圖製作良好的眼底鏡。在先前技術中，關於反射的問題一般是以黑點共軛的方法，搭配適合形狀且常見的照明與成像的鏡片來處理。然而，如此一來因為增加了畸變削弱了影像的品質，或是限制了可用的視野。由此可知，一個適當的眼底鏡是被需要的。

以下部分說明本發明的概要，以促進對本發明目的的理解。此目的說明並非本發明的廣義全貌。

本發明的目的之一係關於一用以拍攝一眼睛影像的 儀器，其包含：一照明單元，一分光鏡，一物鏡，一重放透鏡系統以及一攝像單元。該照明單元包含一光輻射光源，並且該照明單元係用以將該光源的光輻射自該照明單元的一出射瞳導向到該分光鏡。該分光鏡用以將該光輻射導向到該物鏡。該照明單元用以利用該光輻射照明一眼睛的視網膜。該物鏡用以在該物鏡以及該攝像單元之間，利用該光輻射自該視網膜的反射，來形成該視網膜的一真正的中間影像。其中該照明單元的該出射瞳的一真正影像，以及該攝像單元的一入射瞳的一真正影像，可於角膜至水晶體後方的範圍內被形成。該分光鏡用以將該光輻射從該視網膜導向至該攝像單元，該分光鏡利用一預設的方式以分別該光輻射路徑以及該影像輻射路徑，以至少避免在水晶體表面上使得出射瞳與入射瞳的影像重疊。該攝像單元包含一探測元件，該重放透鏡系統用以在該探測單元上利用該反射自該視網膜的光輻射來形成該中間影像的一真正影像，以使該光學影像得以被呈現。

本發明的另一目的係關於一拍攝一眼睛的方法，包含下列步驟：將來自一照明單元的一出射瞳的光輻射導向至一分光鏡。利用該分光鏡，將該光輻射沿著該光輻射的一路徑導向至一物鏡。經由該物鏡，利用該光輻射照明該眼睛的視網膜，使得該照明單元的出射瞳的一真正影像，以 及一照相單元的一入射瞳的一真正影像，可於角膜至水晶體後方的範圍內被形成。透過該物鏡，在該物鏡以及該照相單元之間，沿著該照相輻射的一路徑，利用由該視網膜反射的光輻射，形成該視網膜的一真正的中間影像。利用該分光鏡，將該光輻射自該視網膜導向至該照相單元。利用該分光鏡，以一預設的方式以分別該光輻射路徑以及該影像輻射路徑，以至少避免在水晶體表面上使得出射瞳與入射瞳的影像重疊。利用一重放透鏡系統，以在一探測單元上利用該反射自該視網膜的光輻射來形成該中間影像的一真正影像，以使該光學影像得以被呈現。

本發明的其他實施方式被揭露在附屬請求項中。

本發明可用於一非瞳孔放大式的眼睛攝像，本發明的攝像結果不會產生眩光，並可用於一適當的視野範圍。

雖然關於本發明的諸多目的、實施例、特徵皆被各自揭露，須特別住億的是，前述的目的、實施例、特徵可在容許的情況下被組合，並且仍在本發明的申請專利範圍之內。

關於本發明的舉例用實施例，將在下文內容中搭配相應的圖式作進一步解釋，其中圖式或許繪示了本發明的部份實施方式而非全部實施方式。本發明可能可以許多不同 的方式來實施，因此，下文內容的實施方式不應被視為本發明的限制。雖然實施方式可能會標示「一」或「一些」實施例，但這並不表示這些參考僅能適用在同一實施例，或只能適用在一個單一的實施例上。在不同實施例上的單一特徵，也可能被合併，以支持其他的實施例。

以下是關於本發明架構的一個實施例，第1圖繪示關於一個眼睛檢查儀器的示意圖，其係一個經過簡化的架構，僅繪示了部份的元件以及功能元件，意即其實施方式可能是多變的。該眼睛攝像檢查儀器可包含一照明單元100、一分光鏡102、一物鏡104以及一攝像單元106。該照明單元100包含一透鏡或者透鏡組108以及一光輻射光源110，其可包含一或者多個光源元件。照明單元可發射下列光波長至少其中之一：紫外光(大約是從250nm到400nm)、可見光(大約是從400nm到700nm)、紅外光(大約是從700nm到1400nm)。

該照明單元100可將光輻射從該光源110導向，從該照明單元100的一出射瞳112導向到該分光鏡102。該出射瞳112係一實體光圈的影像，其位於該照明單元100中，係由在該光圈之後的光學元件所構成。該分光鏡102將該光輻射經由照明輻射的路徑134導向至物鏡104。光輻射的路徑可被李解為該光輻射所佔據的體積。路徑的尺 寸以及外型與透鏡以及其他光學元件的特徵有關。眼睛也會多少影響該路徑。在第1圖中，該分光鏡102將部份光輻射反射以朝向該物鏡104。

一般而言，一個分光鏡反射部份射到該分光鏡的光輻射，同時允許一部分射到該分光鏡的光輻射通過。一分光鏡可以將光輻射的光束分成兩路，以便使兩個被分開的光束具有大約相同的強度，意即每一束被分開的光束約具有原光束(未被分光的光束)強度的百分之五十左右，差距約幾個百分率的強度。

在一個實施例中，分光鏡102可包含一偏光片。該具有偏光片的分光鏡102可以是一個偏光分光鏡。除此之外，也可安排一個或者多個偏光片，以將照明光輻射以及影像光輻射進行偏光。該偏光片與該分光鏡102共同作用，可使得該光輻射被線性偏光。

該物鏡104可包含一個或者多個透鏡。該物鏡104可包含一預先設計的特性，當該檢測儀器移動至距離眼睛的一工作距離內時，藉由光輻射來照明眼睛122的視網膜128，以在角膜120至眼睛122的水晶體124後方126的範圍內形成該照明單元100的出射瞳112的真正影像。類似地，該物鏡104可包含一預先設計的特性，當該檢測儀器移動至距離眼睛的一工作距離內時，以在角膜120至眼 睛122的水晶體124後方126的範圍內形成該攝像單元106的入射瞳114的真正影像。發光的光輻射在傳遞到視網膜128時，可通過眼睛的瞳孔127。類似地，成像光輻射的路徑，可通過眼睛的瞳孔127。

該物鏡亦可包含一預先設計的特性，以在該物鏡104與攝像單元106之間，位於該成像輻射路徑132之上，形成視網膜128的一真正的中間影像130，該成像輻射是反射自視網膜128的光輻射。

該分光鏡102可將該光輻射自視網膜128導向至該攝像單元106。在第1圖中，該分光鏡102容許部分來自前射方向的光輻射通過。該分光鏡可被設計且/或被放置為能夠以該分光鏡102來造成該照明輻射的路徑134與該成像輻射的路徑132能夠以一預先設定的方式彼此分離。該分離可至少避免在水晶體124表面上使得出射瞳112與入射瞳114的影像及/或輻射光束重疊。

該分光鏡102可位於該物鏡104以及該重放透鏡系統138的一光圈116之間。該分光鏡102可位於一重放透鏡系統138的該入射瞳114以及該物鏡104之間。該入射瞳係該重放透鏡系統138的光圈116的影像，其係藉由位於該光圈116之前的光學元件所組成(可投射至該目標空間)。該分光鏡102可謂於該中間影像130以及該重放透 鏡系統138之間，該分光鏡102可在該照明光輻射以及成像光輻射之間形成一分離效果。舉例而言，在重放透鏡系統138的出射瞳114以及該中間影像130之間的光學半程位置，就是一個可以放置分光鏡102的位置。舉例而言，在該中間影像130以及該分光鏡102之間的距離，可避免灰塵於該分光鏡102上，以避免在影像上看到灰塵。

如果該分光鏡102包含偏光片，自該分光鏡102反射且朝向該物鏡104的光輻射將會被偏光。該偏光後的光輻射會傳播到該眼睛122的視網膜128，且被該視網膜128反射。既然該視網膜128的表面在光學上而言是粗糙的，該偏光後的光輻射成為至少部分去偏光的。當該反射的光輻射擊中該偏光分光鏡102，該光輻射的偏光部分自該分光鏡反射，朝向該照明單元100且不會被偵測到。然而，部分去偏光的反射光輻射會經由該分光鏡102傳遞至可偵測方向。

除此之外，除了偏光分光鏡外，一分光鏡加上一前偏光片140給照明輻射用，另外一後偏光片142給成像輻射用。該前偏光片140可針對該照明光輻射134先施以一線性偏光處理，在其抵達分光鏡102之前。該後偏光片142可以是一線性偏光片，且可以相對於該前偏光片140而言交錯放置，亦即該後偏光片142的偏光軸，相對於該前偏 光片140而言，成九十度夾角。經過如此的設置，任何具有一線性偏光特質的光輻射，一旦能通過前偏光片140，就不可能通過後偏光片142。因此，來自前偏光片140的反射光，不可能通過該後偏光片142，因此不可能傳遞到該探測元件106。然而，一部份反射自該視網膜128的去偏光光輻射可能可以穿過該後偏光片142而抵達探測元件106。

該攝像單元106包含一探測元件136並且可包含一重放透鏡系統138。該重放透鏡系統138可以是一個自攝像單元106分離的分離元件。該攝像單元106可以是一個整合式的單元，包含該探測元件136以及該重放透鏡系統138，如此一來該攝像單元106便是一個通用販賣的產品。該攝像單元106亦可包含該圖像處理單元148以及該螢幕150。或者，該攝像單元106可設計為具有分離的光學元件，其係為檢查儀器所特別設計的。

該重放透鏡系統138可包含至少一透鏡，該重放透鏡系統138可在該探測元件136上，藉由該反射光輻射，形成該中間影像130的真正影像。該探測元件136可以包含複數個像素，其可以矩陣方式存在。該探測元件136的設置目的是為了將該光影像轉換為電形式。然而，該探測元件136亦可是一個攝影軟片，而非一個光電偵測器。該探 測元件136可以是一種CCD(Charged-Coupled Device)細胞，或者一CMOS(Complementary Metal Oxide Semicon-ductor)細胞。該攝像單元106可猶如一數位攝影機般運作。該電形式的影像，例如靜態影像或者動態影像，可以在一個圖像處理單元148裡被處理，然後藉由檢查儀器的螢幕150呈現給使用者。該圖像處理單元148可包含一處理器以及一記憶體。

第2圖繪示眼睛檢查儀器的另外一個架構。此架構與第1圖所示者類似，但不同處在於該攝像單元106以及該照明單元100的位置變更了。如果該分光鏡102包含一偏光片，則通過該分光鏡102而到達該物鏡102的該光輻射便是已偏光的。該已偏光的光輻射會傳遞到眼睛122的視網膜128。然後自該視網膜128反射。當該反射光輻射擊中該偏光分光鏡102時，該光輻射的偏光部分可以通過該分光鏡102而朝向該照明單元100。然而，該光輻射的去偏光化部分，會自該分光鏡102反射，而朝向該偵測方向。

在第2圖所繪示的實施例中，一個偏光分光鏡可以被一非偏光分光鏡、一偏光片144、以及一四分之一波板146取代。該偏光片144可以在經過該分光鏡反射後用以偏光該照明輻射134。一四分之一波板146可以將該線性偏光照明輻射134轉化成為環形偏光輻射。該光輻射在進入眼 睛122之前會擊中物鏡104以及角膜120。該朝向該探測元件106傳播的光輻射偏光，當其第二次穿過時，會在該四分之一波板由環形偏光轉回線性偏光輻射。然而，該線性偏光會被轉向九十度，相對於該照明輻射而言。然後該成像輻射132會再次擊中該偏光片144。部分的光輻射會維持偏光，尤其是反射的部分，而無法通過偏光片144，因為當第二次通過該四分之一波板時，該光輻射的偏光方向轉了九十度。然而，至少部分反射自視網膜128的去偏光光輻射可以通過該偏光片144。

以實施例而言，進一步言，其照明以及成像光路徑被利用一偏光分光鏡分離，而非利用一鏡子或者一非偏光分光鏡。該偏光分光鏡可以用以分離該照明與成像輻射的路徑，以偏離重放透鏡系統138的入射瞳114。該分光鏡具有(或不具有)一偏光片可以被包含在該檢查儀器中。該攝像單元106可以是一個獨立單元且包含一般透鏡，或者一些一般透鏡，其可用於其他用途。

如第1圖所示，該照明以及成像輻射至少在物鏡104共享，也在物鏡104以及分光鏡102之間的其他透鏡成比例地共享，該分光鏡102可包含或可不包含一偏光片。共享物鏡104的好處是，在檢查儀器與眼睛122之間的工作距離可以適當地長，對於手持檢查儀器而言具有操作上的 好處。

使用偏光分光鏡可以增加設計自由度，以共用透鏡但不會有干擾反射。當一個線性偏光輻射從一偏光分光鏡反射時，其係從共用表面反射(例如物鏡104的前方表面與後方表面)。其可保持偏光狀態，並且藉由該分光鏡得以反射後朝向該照明單元100。然而，當該照明輻射從視網膜128散射時，其必然具有去偏光部分且該視網膜128的影像會透過該偏光分光鏡傳播至該探測元件136。自然地，該共用透鏡必需要是不產生雙折射的，或者其雙折射可以利用適當的補償器進行補償，例如使用一延遲板。

在一個實施例中，可以使用一個混合式炫光移除器，以將該第一共用表面的炫光根據偏光特性移除，而在其後表面(例如接近眼睛的表面)的炫光也可以根據偏光特性，以至少一個補償器或者利用前述方式移除，例如可以設計適當的外型及/或使用黑點共軛(black-dot conjugate)法來消除。

第3圖呈現該照明輻射路徑的光軸300與該成像輻射路徑的光軸302的差異。第3圖與第1圖具有相關性。然而，一個相關的差異性也可以表現在類似於第2圖的結構上。可以看到角度α係位於該照明輻射路徑的光軸300與該成像輻射路徑的光軸302之間，其可以是幾度之內的 範圍。該角度α可以是例如3°到12°。該差異用來避免出射瞳112與入射瞳114的影像在水晶體124(參考第4-6圖)重疊。該差異是可調整的，該差異可以藉由轉動分光鏡102來改變，或者藉由移動該照明瞳來改變。

分析移除由眼睛產生的反射的可能性。第4圖呈現在一實施例中，根據古爾斯特蘭德原理(Gullstrand’s principle)，所呈現的眼睛的光路徑。一般而言，眼底照相機面臨一個問題，其需要面臨眼睛前方部分所造成的炫光。該反射的來源是角膜120以及水晶體124的表面。根據古爾斯特蘭德原理，這些反射可藉由在這些表面上分離該照明與成像輻射的路徑400，402來避免。如同第4圖所示，該照明輻射的路徑400以及該成像輻射的路徑402在角膜120以及水晶體124的前表面125以及後表面126並沒有重疊。這些路徑覆蓋一個較細的中段範圍，然後這些路徑就發散了。這個較細的中段位於角膜120以及水晶體124的後表面126之間，其代表該照明單元100的出射瞳112的對焦點。類似的，該攝像單元106的入射瞳114的影像會聚焦在成像輻射的路徑402的中段部分。

第5圖以及第6圖呈現另一實施例，其相對於古爾斯特蘭德原理而言顯得簡單。第5圖繪示一結構的視野，其中該照明以及成像輻射的路徑在一範圍內是分開的，該範 圍從該水晶體124的前表面125到後表面126。在一個實施例中，使用至少一個偏光片，例如一個偏光分光鏡。該角膜120的反射可以被消除或者壓抑，因此該反射不會干擾檢查或者對視網膜的量測。既然該角膜120的反射無須顧慮，該照明輻射與該成像輻射的路徑400，402可以僅在水晶體124的表面上被分開。其可確保一個夠大的檢查儀器視野範圍。該照明單元100的出射瞳112的真正影像以及該攝像單元106的入射瞳114的真正影像可以被設計為在位於同一個地方或者位於不同地方，平行排列於相對於該照明輻射的路徑134的光軸或者成像輻射的路徑132的光軸的位置。

第6圖繪示眼睛的瞳孔，其中該照明以及成像輻射的路徑400，402僅在水晶體124裡面分開。一般而言，超過一個的照明輻射路徑可被導向到一眼睛。類似地，超過一個的成像輻射路徑可從一眼睛離開而朝向探測元件136。該大圈600代表該眼睛瞳孔投射到該焦平面的投影(實際上位於眼睛內)。該上圈602代表該成像輻射的路徑402投射到該焦平面的投影。該下圈604代表該照明輻射的路徑400投射到該焦平面的投影。該些路徑的中段的投影可是一個圓形的盤狀，其具有一個約1mm的直徑(意即有效的使用該照明以及成像光學)。因此以可能存在一個 約末是1mm的距離，位於該些輻射路徑之間。該上虛線圈606代表該成像輻射位於眼睛瞳孔的投影。該下虛線圈608代表該照明輻射位於眼睛瞳孔600的投影。該等光輻射路徑適可位於該眼睛的瞳孔600之內，並且具有一個約末4mm的直徑。

在幾毫米以下的尺寸可以用以作為近紅外光(Near Infra Red,NIR)波長以及可見光的光輻射路徑。檢查儀器可用以對準一個正確的位置以捕捉影像，然後可見光可用於閃光模式來捕捉一個靜態影像或者是拍攝一段影片。該近紅外光波長並不會造成瞳孔光線反射因此該檢查儀器可用以設計操作在較大的瞳孔尺寸。

該照明以及成像輻射的路徑400，402的投影可能具有各種不同的尺寸以及形狀。其可能形成例如圓形、橢圓形、矩形或者其他任意的形狀，而用以分離路徑400、402以及非漸暈行為(non-vignetting behavior)。在路經之間的距離，以及所需視野與所需最小眼睛瞳孔尺寸等，並不具有光輻射，即便是小量的光輻射，在其功率小於一可接受等級時可能被容許。舉例而言，輻射路徑彼此間最小的距離可能是0.3mm到1.5mm，或者是3mm。在第4圖到第6圖中，該照明以及成像輻射路徑的投影幾乎具有相同的尺寸，但自然地他們的尺寸適可以隨著亮度以及光輻射光 源的光傳遞損失等等因素而改變。然而，當目標是為路徑投影在眼睛上時達成一個小的投影面積時，所需影像的亮度可能是一個限制因素。

第7圖到第10圖繪示在路徑上的一些形狀與尺寸的變形。

在第7圖中例示該投影具有矩形的形狀。

在第8圖中例示該照明輻射的投影係一小的圓形，而該成像輻射的投影係一大的圓形。

在第9圖中例示該照明輻射的投影係一小的圓形，而該成像輻射的投影係一被切邊的圓形，因此貌似矩形。

在第10圖中例示該照明輻射以及該成像輻射的投影係一被切邊的圓形，因此貌似矩形。

值得注意的是，當對準操作具有更多容忍度來面對工作距離以及水平位移的改變時，檢查儀器對準眼睛可能會變得容易些。眼睛瞳孔的最小直徑也可以變小，可以實現不會瞳孔放大的成像。

第11圖顯示路徑400、402的投影604、602，其比眼睛600的瞳孔更大。當照明輻射以及成像輻射的焦平面位於水晶體124中間時，路徑400、402的投影便可能足夠小而可以通過眼睛瞳孔而避免漸暈(雖然有些漸暈是可以被容忍的，且實際上因為在照明以及成像輻射路徑上的 漸暈是相對的，他們可能完全或者部分互相抵銷以形成具有更佳照明效果的影像)。因此照明單元100的出射瞳112，以及攝像單元106的入射瞳114的影像可能不會比所需的尺寸還大。然而，當檢查儀器最佳化以獲得最高亮度模式時(甚至可以使用於漲大的瞳孔)，該照明輻射以及成像輻射的焦平面可以放置於眼睛瞳孔的位置(如同第11圖所繪示的例子)，並且可以避免漸暈，同時該照明單元100的出射瞳112以及該攝像單元106的入射瞳114的影像尺寸會比眼睛的瞳孔尺寸來得大。光輻射的非漸暈光束能以與眼睛瞳孔尺寸無關的方式來提供。當然，路徑400、402的距離可稍放大些，用以達成與設定好的照明輻射以及成像輻射的投影尺寸小於眼睛的瞳孔時，同樣的完全視野。

第12圖繪示了當眼睛瞳孔較小的狀況。為了要在一個小的眼睛瞳孔時(例如直徑大約是2mm)能達成較廣的視野(例如比20°或30°更廣的視野)，焦平面(即輻射路徑的中段)可能需要靠近眼睛瞳孔。如此作法能夠將漸暈最小化。該照明單元100的出射瞳112以及該攝像單元106的入射瞳114的影像可能是非常小的，而能夠適合於眼睛的瞳孔之內，或者可以大些。在一個實施例中，焦平面距離眼睛瞳孔的距離可能是0.1mm到0.5mm，在水晶體124 中，而漸暈可能會被照明以及成像輻射路徑所產生的相對漸暈抵銷。這樣的設定使得眼底的成像能夠以連續可見光，例如白光，且不會使得瞳孔放大而形成。成像可以靜態影像或者動態影像來達成。

第13圖以及第14圖繪示了照明輻射以及成像輻射於眼睛瞳孔的投影。在第13圖中，該投影具有矩形外型，比眼睛的瞳孔更大。在第14圖中，該照明輻射的投影是一個小圓，且該成像輻射的投影是一個小矩形。

眼睛在角膜120與水晶體124之間具有雙折射。因此，該水晶體124的反射會成為可視，一旦該照明輻射以及成像輻射的路徑400、402在水晶體124中無法分開的話。然而，在同一個實施例中，這些反射可以藉由使用一偏光補償器來防止，例如至少一個延遲板，其為可調式的。該補償器可以補償角膜雙折射，因此在角膜120處該路徑400、402便無須分開。以結果來看，該光學儀器的效果最大化。該最大化的效果代表導入眼睛的光功率可以被最佳化到足夠高的程度，且檢查儀器所蒐集的功率可以增加。最大化的效率提供了例如增加亮度以及一個較大的視野的優點。

在一個實施例中，在光線進入眼睛122之前，該光線的偏光狀態可以被混合或者調整，以達到一個預定的狀態 及/或角度，這可藉由使用一偏光干擾器或者一個適當的(例如可調)補償器來達成。該照明輻射以及成像輻射的路徑可以被分開，在角膜120到水晶體124的後表面126之間的範圍。這使得視網膜128的偏光相關特性可以被成像、量測或消減。

進一步來檢驗照明單元100。照明單元100的出射瞳112可被定義為一個照明瞳，意即當從該照明單元100的外面觀看時的真正或者虛擬瞳，類似該照明輻射的起源點。該照明單元100的出射瞳112可具有不同的形狀與尺寸。在一個實施例中，該照明瞳可為圓形，但亦可為橢圓形或者矩形，一個被切邊的圓形或者一個被切邊的橢圓形。當這個裝飾被最佳化而能適用於一個小的眼睛瞳孔時(特別是小於3mm)，該照明瞳可以不被漸暈，雖然該視網膜的影像可能具有不同的亮度。

從該照明單元100的出射瞳112出發的照明輻射路徑可能具有一個發散的外型，且該照明輻射能夠均勻地照明一個中間的影像平面所需的部分。該所需的部分，與該視網膜128的完全視野區域的共軛影像相同。在該所需部分區域以外的光線可以被擋住，以避免迷光。需盡可能的越早阻擋該不需要的光線越好，例如可以增加漸暈檔片在照明單元100之中或者之後，或者在照明模組設計並且使用 一視野擋欄結構(或者被稱為照明視野擋欄)。除了迷光擋欄之外，該照明視野擋欄可以被用於雕塑照明該視網膜128。該照明可能被雕塑為圓形、橢圓形、或者線形。其他的形狀也是可行的。該橢圓形、線形以及相似的形狀可具有不同的導向。該照明視野擋欄可包含一個可改變的光圈，藉此使用者可改變照明到視網膜的尺寸以及形狀。另外一種可能性是使用空間調變器，例如一個液晶螢幕、單晶矽液晶螢幕或者數位微鏡片裝置微顯示器等，其可電性調整照明到視網膜128的尺寸以及形狀，甚至波長。

進一步分析照明單元100。在一個實施例中，使用了一個以上的元件，每一個元件可以傳遞一預定頻帶的光輻射。該光頻帶可以從一單一波長到數百奈米或甚至數千奈米的波長。在一個實施例中，該光輻射光源110可以是一個單一元件，其光頻帶係可受控制的。該頻帶寬以及平均波長可以在一預定的範圍內改動。該頻帶的控制可以利用電性控制達成。舉例而言，該平均波長可以交替式的，以電性控制方式，改變該光輻射在該元件中的產生來達成。

在一個實施例中，該光輻射光源可以包含一個寬頻帶光源元件以及一個可調的濾波器。該光輻射光源的輸出頻帶可以根據該濾波器來選擇。該濾波器可具有許多濾波元件。每一個濾波元件可允許不同波長的光輻射或者不同群 組波長的光輻射通過。任一個濾波元件可單獨或者聯合作用，用以選擇該照明單元100的輸出波長。該可調整的濾波器可被調整為可通過一預定的光頻帶，或者一些預定的光頻帶，可藉由電性改變其光學特性來達成。

該照明單元100可包含透鏡、光導管、二色性元件(dichroics)、鏡子、光圈等等。可用以形成該照明單元100的出射瞳112以及一個適合中間影像130的平面的照明。一個光源元件可為一個發光二極體、一個有機發光二極體、發光電漿、雷射、螢光燈泡、鹵素燈泡、弧光燈(例如一個氙氣弧光燈)、螢光燈、或者任何可以發射適當波長的燈源並具有其他適當特性的元件。

在一個實施例中，該照明單元100包含一個白光發光二極體晶片以及一個發光二極體晶片，可用以發射近紅外光波長，舉例來說，該等輻射可以被結合來用在一個二色鏡上。該白光發光二極體晶片可發射波長在700nm到1200nm的光，或者一個較窄波長範圍從800nm到900nm的光。藉由使用該近紅外光波長，該檢查儀器可用以對準到一個精確的位置，用以進行影像捕捉，而後該白光可用在閃光模式來捕捉一個靜態影像或者一段動態影像。該近紅外光波長並不會造成一個瞳孔的光反射，因此該檢查儀器可以設計為對應較大的瞳孔尺寸，而實現較佳較平衡的 光學設計。

在一個實施例中，該眼睛僅被近紅外光輻射照射，且該光學檢查儀器針對該近紅外光係處於失焦狀態，因此可見光便可以處於正確的焦點。如此的光學元件設定，例如聚焦，是可能的，因為透鏡折射近紅外光輻射與折射可見光是有稍許不同，而這個在折射上的差異可使得可見光正確對焦。當該可見光閃光時，便無須進行對焦動作因為該攝像光學已經位於準確對焦的狀態。

針對許多診斷需求，例如螢光血管造影術，可利用預定的光頻帶照明及/或攝像。在其他的頻帶分析目的中，該照明單元100可包含一個或者多個光源，其可發射寬頻帶的光輻射，其可藉由帶通濾波器進行濾波，以提供至少一個所需波長頻帶。在螢光血管造影術中，適當的照明可能是介於465nm到490nm波長。不使用濾波器是可能的，當使用一個或者多個光源元件時，其可發射具有一個或者多個適當波長範圍的光。舉例而言，類似這般的無濾波器實施例是一個藍光發光二極體，其可發射一個中心波長位於470nm的光，以供血管造影術使用。在這個實施例中，可調波長濾波器可被使用。

其可用以對成像光輻射抵達探測元件136之前進行濾波。該濾波功能可以限制該成像光輻射在至少一預設頻 帶中。該頻帶寬為可變，可自一單一波長(非常狹窄的濾波器)至數百奈米。前述光頻帶寬僅為例示，並非用以限制本發明。

濾波器可用以阻擋一個或者多個位於紅外光或紫外光領域的光頻帶。舉例而言，紫外光輻射可造成眼睛的損害。幾個不同的濾波器可放置在成像輻射路徑以及照明輻射路徑上，用以獲取至少一個影像，其可具有部分或者完全不同於照明的頻帶。

在一個實施例中，照明單元100可基於科勒照明(Kohler illumina-tion)來設計，當然其他的照明或者一些照明準則也可以被使用。一個發光二極體晶片的發光面積可以被成像至該照明單元100的出射瞳112(亦即該照明瞳)。該晶片成像於照明場攔160的輸出角度可以被成像在該中間影像130的平面。其可以被成像於視網膜128，藉由物鏡104。除了具有照明場攔以阻擋雜散光的優點以外，其可提供一個充分定義的照明瞳，以及提供給視網膜128非漸暈照明。

在一個實施例中，一個簡單的照明可利用非球面聚光鏡來達成，其從發光二極體蒐集光線，並且將該發光面積成像至該照明單元100的出射瞳112，並同時將照明場攔160成像至該中間影像130的平面。

在一個實施例中，該照明單元100可包含一個發光二極體用以蒐集光線或者包含一個單獨的發光二極體晶片。

進一步的分析物鏡104。該檢查儀器可包含該物鏡104以及一個重放透鏡系統138。該物鏡可形成視網膜128的一個真正的中間影像130，介於該物鏡104以及該探測元件136之間。該重放透鏡系統138可在探測元件136上形成一該中間影像130的影像。該成像發生兩次，或稱雙重成像，其中該中間影像130的成像可具有優點。舉例來說，可有放置分光鏡102的空間。另一方面，該分光鏡102應該被放置在物鏡104之外，例如位於物鏡104以及眼睛122之間。這造成了一些效果，例如一個距離眼睛較短的工作距離，一個較窄的視野，以及影像亮度的問題。

另一種作法，該分光鏡102可放置於該物鏡104內部，但這樣的作法會造成一些物鏡設計的考量並且造成一些效果，例如一個較大尺寸的探測元件136。另外一個雙重成像架構的優點在於從視網膜128到探測元件136的放大倍率可以輕易調整，並可以將數值設定在一個適當的數值，以配合探測元件136的尺寸。該放大倍率也可以藉由調整光學元件或來調整，例如該系統可以包含一個光學變焦功能，或者是藉由調整該中間影像130以及探測元件的距離來調整。另外一個雙折成像(twofold imaging)架構的 優點為該中間影像130可以為銳利的，亦即所有由眼睛122以及物鏡104造成的變形可以不必僅由物鏡104來校正。有些變形可以在重放透鏡系統138校正，因為單由物鏡104來校正變形是受到限制的。因此，在廣視野模式下仍然可以獲得一銳利的影像。

另外一個雙重成像架構的優點是該攝像單元106以及該重放透鏡系統138以及該探測元件136可以是一個組合的一部份，其額外包含了光學功能部件1500-1504，奇可重複地接合到該攝像單元106或者移除。第15圖繪示了這種檢查儀器。該攝像單元106可使用在一個廣泛的應用範圍，例如應用在身體外部的檢查，如皮膚。舉例來說，一個光學功能部件150可以包含分光鏡102以及物鏡104。在這個組合中更額外包含至少一個光學功能部件1502(或1504)可以捕捉至少眼睛122以外，以及前述身體外部器官以外的器官的影像。

該物鏡104最簡單的形式可以是一個單透鏡，其具有一個或兩個非球面表面。舉例說明，並非用以限制本發明，該物鏡104的光軸與該成像輻射的光軸之間可存在從0度到9度的角度差異。

該物鏡104可由玻璃或光學塑膠製成。雙折射可藉由物鏡104在研磨之後退火來最小化。在一個實施例中，該 物鏡包含一個？透鏡，其可用以最小化色彩偏移。當然，元件的數目不限定在一個或兩個，因此設計上可有許多變化。如果某些透鏡會產生雙折射，可以使用適當的補償器來消弭雙折射。另外一個可能性是使用一個具有適當表面形狀的物鏡，另外一個可能性是使用一個黑點共軛方法。

舉例來說，該物鏡104的焦長可為10mm到50mm。一個完全視野可為20°到60°。從眼睛起算的工作距離可為8mm到40mm。視網膜128到中間影像130的放大倍率可為1.2到2.0。

該重放透鏡系統138可在探測元件136形成該中間影像130的影像。該分光鏡102可具有或者不具有偏光效果，可放是在中間影像130以及重放透鏡系統138之間，也可放置在重放透鏡系統138之內。然而，該分光鏡102不可放置在探測元件136以及重放透鏡系統138的光圈阻擋之間。該光圈阻擋係如同該攝像單元106的入射瞳114般操作。優點在於，重放透鏡系統138以及物鏡104可以是一個分離的透鏡系統，例如探測元件136以及重放透鏡系統138可以形成一個多目的的攝像單元106。

該光圈阻擋，亦即該入射瞳114，的尺寸以及形狀可以調整，因此可以提供一個適當的影像給眼睛122前方部分。在一個實施例中，該重放透鏡系統138係一個習知的 攝像透鏡系統，其具有一個圓形的光圈。在一個實施例中，該重放透鏡系統138的焦長可為8mm到100mm。通常焦長範圍介於12mm到35mm時，是可以被接受的。

在第1圖的實施例中，該檢查儀器可具有一個視野透鏡160以平坦化視野或者提供一個瞳孔匹配目的。該視野透鏡160可以貼近該中間影像130的平面。該視野透鏡160可以是該物鏡104的一部份或者該重放透鏡系統138的依附，或者亦可能是這兩者的一部份。

如同第16圖所示，本發明的檢查儀器的一個實施例可以包含一個分光鏡1702，其位於該物鏡104以及該中間影像130之間，並包含一個或者多個固定目標1704，其設置於中間影像130的虛擬鏡像1706上，透過分光鏡1702作用。該分光鏡1702可對應該分光鏡102。該固定目標1704可用以引導病患眼睛122的視線以及對焦距離，以瞄準並且取得視網膜128的一個或多個影像，可取得視網膜不同部分的影像，並且可以輔助儀器對焦到視網膜上。

如同第17圖所示，一個或者多個固定目標1704可包含一個光圈板1802，其具有光圈1804，並可被一個或者多個光源單位1806照明，例如是發光二極體發射可見光輻射1808，該光線穿過孔洞1804。不具有光圈板的光源 單位可作為固定目標。該分光鏡1702可以是一個玻璃板，其可反射部分的發射光輻射1808到眼睛。該分光鏡1702上可具有一個適當的塗層。

第18圖例示另外一個實施例，包含固定目標。其近似於第1圖所示的系統，但具有一個額外的第二照明單元。其可以產生一個或者多個眼睛122可見的固定目標，因此可被稱為固定目標單元1902。類似於第一照明單元100，該固定目標單元1902可包含光學元件，例如一個透鏡或者多個透鏡以及一個光輻射光源1904，其可包含一個或者多個光源元件。該固定目標單元的光輻射光源可操作在一可見光範圍，如此一來病患便可看到一個或者多個固定目標的影像。該光輻射可藉由發光二極體晶片產生，其可發射紅、綠、藍或者白光。

該固定目標單元1902可導引光源1904的光輻射，使其從該固定目標單元1902的一出射瞳1906到分光鏡102。該出射瞳1906可以是該固定目標單元1902的一個實體光圈的影像，其由光學元件形成在光圈之後。該分光鏡102可沿著固定目標輻射的路徑1908導引該光輻射到物鏡104。該分光鏡102可反射所需的部分光輻射，經由物鏡104到達眼睛122。

建構如第18圖所示的固定目標的方式可以被使用在 如第2圖所示的實施例中，或者前述其他的實施例。

該固定目標單元1902可包含一個場攔1910，其可包含固定目標的影像，其可被病患眼睛122所見。其也可用以導引病患的眼睛到所需的方向。其中一個目的是取得包含眼睛的內水平表面(inner horizontal surface)範圍180°的影像。有必要的話，可以取得三張影像，每一張包含60。範圍。第一張影像可以在引導病患看左方時拍攝，第二張影像可以在引導病患看正前方時拍攝，第三張影像可以在引導病患看右方時拍攝。一張全景影像可以藉由合成三張影像來完成。該固定目標的影像可以被用來在一適當的距離導引眼睛的視線到一建議的方向。一般而言場攔1910可以與中間影像130以及視網膜128互相對比，如此一來病患可以在對焦的狀態下看到目標影像。因為眼睛習慣於對焦到可見的影像，在場攔1910上的固定目標可導引眼睛122對焦到預定的距離。

第19圖例示一個固定目標的真正影像，其係由固定目標單元1902形成於視網膜128上。該影像可包含在預訂位置的五個圓形光斑2002。一個光斑2002A可位於該裝置軸上，另一個光斑2002B可位於裝置軸旁邊，某一距離的遠處，其可由場角度(field angle)決定。舉例而言，其分離場角度可以設定為從8°到25°。該場角度可與檢查 裝置的視野相關。每一個光斑2002可由不同的光源單元形成。一個或者多個光源一次可形成一個光斑2002，因此眼睛在不同時間可以只見到一個光斑2002而聚焦到該光斑上。藉由光源，也可以同時產生多於一個的光斑2002。眼睛122便可以一次見到多個光斑2002而且聚焦到該些光斑上。該固定目標單元1902並不需要在影像捕捉的階段放射光。因此可能的角膜反射以及眼睛水晶體反射不會干擾影像品質，因此固定目標單元1902的出射瞳1906的位置以及尺寸，並不需要如同照明單元的出射瞳112的位置以及尺寸相對於攝像單元106的入射瞳114般的仔細安排。在眼睛內，該固定目標單元1902的出射瞳1906可以在出射瞳112的影像以及入射瞳114的影像之間被成像，或在入射瞳114的影像之上被成像。

在一個實施例中，該固定目標單元1902以及該照明單元100可使用不同的分光鏡102來導引照明光束134以及固定目標光束1908到眼睛。在第18圖中，該固定目標單元1902可使用與照明單元100相同的光學前偏光片140。然而，也可以使用不同的前偏光片。該固定目標單元1902以及該照明目標單元100可共享其他的共同元件，例如折疊鏡、透鏡、或者印刷電路板或者發光二極體 的散熱，以上為例舉說明。

在第20圖中繪示了固定目標單元1902的實施例。一個固定目標單元1902可包含一個或者多個發光二極體光源2102、一個孔板2104、一個或者多個重放透鏡2106以及一個光圈瞳欄2108。該發光二極體2102可照明該孔板2104上的孔洞2110，以透過該中間影像130，藉由該重放透鏡2106來成像該孔洞2110到視網膜128。孔板2104可設置於固定目標單元1902的場欄1910。該固定目標輻射的路徑設置如同線條1908所繪示。

舉例來說，該實體光圈瞳欄2108與該固定目標單元1902的出射瞳1906一致，但也可以是不同的。如果該光圈瞳欄2108位於該孔板2104以及至少一個重放透鏡2106之間，該光圈瞳欄2108並不需要與固定目標單元1902的出射瞳1906一致。該光圈瞳欄2108可藉由一重放透鏡的乾淨光圈形成，如此一來就不需要另一個實體光圈。

該光圈瞳欄2108可包含一個可調的虹膜式光圈，其可用以調整該固定目標影像的亮度，而不會影響到該些特徵的形狀。該亮度可以藉由調整輻射光源輸出的亮度來調整。目標影像的亮度調整可以用來開啟或者關閉眼睛122的虹膜127。當瞳孔較大時，比較容易偵測眼睛。當瞳孔 較大時，更多的光輻射也可以被輸入到眼睛。進一步言，當瞳孔較大時，檢查儀器的機械以及光學調整都更容易進行。

可以在發光二極體2102以及孔板2104之間，或者在孔洞2110內，放置一個或數個均化或散光元件2112，以使在孔洞2110的視野內的光分佈能夠被均勻化。依照此方法，發光二極體的構造就不會被受檢查者看到。另外一個可行方法是使用足夠長的孔洞，其可如同小的光導管般作用，以提供一個均勻的空間輸出。另外一個可行的方法是使來自發光二極體2102的光線輸入到光纖之中，其可混合光分佈。該光纖可輸出光線朝向分光鏡104。

除了圓形光斑以外，該固定目標可提供任何影像到視網膜上。該影像可以例如包含線條、交叉、環形、字母、數字、符號或者其他的影像。該固定目標影像可以是單色的或者具有多個不同顏色。在一個實施例中，固定目標單元的場欄1910可以完全被照明且該光圈孔2104可以被改變，如此一來操作者可以選擇所需地固定目標特徵以因應不同任務。如此之外，該固定目標的影像可以利用發光二極體陣列或者有機發光二極體陣列形成，其可以類似於孔板2104的方式來操作。在一個實施例中，該目標養象可以被一個照光的微型顯示器所形成，例如一個液晶顯示器 或者一個單晶矽液晶顯示器，或者一個微型鏡陣列例如一個數位微鏡片裝置，其提供簡易的多種目標影像調整方式。在另外一個實施例中，該目標影像可以在視網膜上具有各種不同的佈局或者陣列，例如一個線型陣列、光斑矩陣、以及極形陣列。前述任一構造或者其組合可以被用於輔助檢查儀器對焦，或者用於眼睛的各種尺寸、外型量測、分析等。

形成於該視網膜的一個或者多個固定目標影像可以被以許多方式調整。該一個或者多個固定目標影像可以持續被形成於視網膜上。在一個實施例中，該固定目標可以被連續的形成在視網膜上，但在影像攝像的過程中被關閉。在視網膜上，該一個或者多個固定影像可以重複地被一個所需頻率所閃光，而該閃光頻率可以與該影像攝像頻率同步。在一個動態影像攝像過程中，視網膜上的一個或者多個固定目標可以被成像在每一個全幅影像被捕捉時，如此一來病患可以看到固定影像，但這些固定影像不會被錄製到動態影片中。在一個實施例中，這些一個或者多個固定目標可以在短時間區間之內被顯示，且該被捕捉的全幅影像中的一個或者多個固定目標的影像，可以在最後製作成動態影像的過程中被移除。

在一個實施例中，該固定目標單元1902的場欄1910 的位置可以在一個軸方向上被調整，如此一來眼睛122可以被導引到對焦在不同的距離，根據固定單元1902的位置來調整。該場欄的位置調整可以與攝像單元的對焦過程匹配。在本發明的一個實施例中，該固定目標單元1902的可動場欄1910可以被用以測試或者量測該眼睛12的適性及/或該眼睛的適性範圍。該固定目標影像可以在光軸的垂直方向上調整，舉例而言，該使用者可以自由地導引病患的眼睛觀視方向而無須限制在一個預定的位置。

除此之外，在一個實施例中，該固定目標可包含一個光源單元，其操作在紅外光範圍。如此一來，該目標影像可以藉由紅外光形成，便可用於眼睛的折射量測。

一般而言，該物鏡104的對焦長度可以位於23mm到27mm之間。該檢查儀器的工作距離(亦即該角膜到最近的物鏡透鏡的距離)可以介於18mm到26mm之間。該照明瞳到該中間影像130的光學距離可以介於90mm到130mm之間。該重放透鏡的入射瞳到該中間影像的光學距離與從該照明瞳到該中間影像的距離相同，差異在10mm之內。該重放透鏡系統138的的對焦長度可以位於15mm到25mm之間。該入射瞳114的直徑可以介於3mm到6mm之間。該中間影像130可以距離該物鏡104約18mm到30mm。該45°完全視野可以對應該中間影像 的直徑，約是12mm到22mm。

第21圖繪示一個裝置的流程圖，其根據本發明的一個實施例所得。在步驟2200，光源110的光輻射被從照明單元100的一出射瞳112導向到一分光鏡102。在步驟2202，光輻射被沿著該照明輻射的路徑134，藉由分光鏡102，導向到一物鏡104。在步驟2204，眼睛122的視網膜128被照明，如此一來該照明單元100的出射瞳112的真正影像，以及該攝像單元106的入射瞳114的真正影像被形成在某個位置，該位置介於角膜120以及眼睛122的水晶體124的後方126，該影像係透過物鏡104以及光輻射所形成。在步驟2206，該視網膜128的光輻射被分光鏡102導向到該攝像單元106。在步驟2208，該照明輻射的路徑134以及該成像輻射的路徑132被以一個預定的方式藉由分光鏡102分開，以避免出射瞳112以及入射瞳114的影像在水晶體124的表面125及/或126上重疊。在步驟2210，該中間影像130的一真正影像在探測元件136上形成，藉由反射自視網膜128的光輻射以及一重放透鏡系統138，將該光影像轉換為一電形式而顯示在螢幕150上。

一個圖像處理單元148可包含一個處理器、控制器或者其他類似的器材，其連接到檢查儀器的一記憶體以及各 式各樣的介面。一般而言，該圖像處理單元148可以是一個中央處理器或者一個額外的操作處理器。該處理器可以包含一個客製化積體電路(ASIC)、一個現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)，及/或其他的硬體元件，其是被程式化以攜帶如同前述實施例中的一個或者多個功能。一個處理器可以被理解為是一個電路或者數位狀態機器，其可處理邏輯操作，根據電腦程式的指令。在一個實施例中，至少一個處理器可以被實現微粒如微處理器，其可在一個積體電路上執行中央處理器的功能。該中央處理器是一個邏輯狀態機器，可以執行電腦程式，其包含程式指令。該等指令可以藉由程式語言被編碼為一個電腦程式，其可以是一個高階的程式語言。該中央處理器可包含一些暫存器，一個計算邏輯單元，以及一個控制單元。該控制單元受控於一系列來自工作記憶體並傳送到中央處理器的指令。

該控制單元可包含一定數目的微指令來執行基本操作。該微指令的實施方式有許多種，依照不同的中央處理器設計而有所不同。該微處理器可包含一作業系統(意指一個內嵌系統式的特定作業系統，或者是一個即時作業系統)，其可提供該電腦程式系統服務。在一個實施例中，該一個或者多個記憶體可儲存指令，因此當一個或者多個處理器執行時，該檢查儀器可以執行其操作。

該記憶體可包含揮發性及/或非揮發性記憶體，其用以儲存內容、資料、或類似的物件。舉例來說，記憶體可儲存電腦程式碼，例如軟體應用或者作業系統，資訊、資料、內容，或其他處理器需要的物件，來配合執行該裝置在不同實施例中的操作步驟。該記憶體可以是例如隨機存取記憶體(RAM)、硬碟、或者其他固定資料記憶體或者儲存裝置。進一步言，該記憶體，或者部分該記憶體可以是可移除的記憶體，其可以自該裝置上分離出來。

該資料儲存媒介或者記憶體單元可以建置在處理器/電腦之中，或者建置在處理器/電腦外部，當建置在外部時，其必需與處理器/電腦透過許多已知的方式進行通訊連結。

由圖像處理單元148所形成的影像資料可以儲存在光學系統的記憶體152之中。除此之外，該影像資料可以被儲存在醫院的病患資料系統的一個資料庫154之中。儲存在記憶體152或者資料庫154之中的影像可以被光學系統或者電腦取得以便觀看。

本檢查儀器可以被視為一個可攜式的眼檢查鏡或者一個可攜式的眼底攝像機。因為本發明的檢查儀器可以被製造為精巧且具有足夠光線的儀器，而可以被以手持方式來檢查眼睛。

對於熟知此項技術者而言，隨著科技進步，本發明的概念可以被以各種方式來實現。本發明以及其實施例並不以前述的例子為限，而可以在請求項範圍內做各種變化。

100‧‧‧照明單元

102‧‧‧分光鏡

104‧‧‧物鏡

106‧‧‧攝像單元

108‧‧‧鏡片

110‧‧‧光輻射光源

112‧‧‧出射瞳

114‧‧‧入射瞳

116‧‧‧光圈

120‧‧‧角膜

122‧‧‧眼睛

124‧‧‧水晶體

125‧‧‧表面

126‧‧‧背部

127‧‧‧瞳孔

128‧‧‧視網膜

130‧‧‧真正的中間影像

132‧‧‧路徑

134‧‧‧路徑

136‧‧‧探測元件

138‧‧‧重放透鏡系統

140‧‧‧前偏光片

142‧‧‧後偏光片

144‧‧‧偏光片

146‧‧‧四分之一波

148‧‧‧圖像處理單元

150‧‧‧螢幕

152‧‧‧記憶體

154‧‧‧資料庫

160‧‧‧照明場攔

300‧‧‧光軸

302‧‧‧光軸

400‧‧‧路徑

402‧‧‧路徑

600‧‧‧大圈

602‧‧‧上圈

604‧‧‧下圈

606‧‧‧上虛線圈

608‧‧‧下虛線圈

1500‧‧‧光學功能部件

1502‧‧‧光學功能部件

1504‧‧‧光學功能部件

1702‧‧‧分光鏡

1704‧‧‧固定目標

1706‧‧‧虛擬鏡像

1802‧‧‧光圈板

1804‧‧‧光圈

1806‧‧‧光源單位

1808‧‧‧射出的輻射

1902‧‧‧固定目標單元

1904‧‧‧光輻射光源

1906‧‧‧出射瞳

1908‧‧‧路徑

1910‧‧‧場欄

2002‧‧‧五個圓形光斑

2102‧‧‧發光二極體光源

2104‧‧‧孔板

2106‧‧‧重放透鏡

2108‧‧‧光圈瞳欄

2110‧‧‧孔

2112‧‧‧均化或散光元件

以下內容將進一步以各種例舉實施例解釋本發明的細節，並搭配圖式如下：第1圖繪示一眼睛檢查儀器的結構；第2圖繪示另一眼睛檢查儀器的結構；第3圖繪示照明輻射光軸以及成像輻射光軸的差異；第4圖繪示根據古爾斯特蘭德原理，光輻射在眼睛內部路徑示意圖；第5圖繪示繪示相較於古爾斯特蘭德原理，簡易的光輻射在眼睛內部路徑示意圖；第6圖繪示眼睛的瞳孔以及在水晶體中有所區分的照明以及成像輻射路徑；第7-10圖繪示一些改變的路徑；第11圖繪示照明以及成像輻射路徑的投影，大於眼睛的瞳孔；第12圖繪示當眼睛的瞳孔較小的示意圖；第13-14圖繪示繪示照明以及成像輻射路徑的投影在眼睛的瞳孔上； 第15圖繪示具有光學功能部件的攝像單元；第16圖繪示固定目標以及其在視網膜上的投影；第17圖繪示一固定目標的結構；第18圖繪示具有固定目標的檢查儀器；第19圖繪示在視網膜上的影像具有固定目標；第20圖繪示提供一固定目標的結構；第21圖繪示一方法的流程圖。

100‧‧‧照明單元

102‧‧‧分光鏡

104‧‧‧物鏡

106‧‧‧攝像單元

108‧‧‧鏡片

110‧‧‧光輻射光源

112‧‧‧出射瞳

114‧‧‧入射瞳

116‧‧‧光圈

120‧‧‧角膜

122‧‧‧眼睛

124‧‧‧水晶體

125‧‧‧表面

126‧‧‧背部

127‧‧‧瞳孔

128‧‧‧視網膜

130‧‧‧真正的中間影像

132‧‧‧路徑

134‧‧‧路徑

136‧‧‧探測元件

138‧‧‧重放透鏡系統

140‧‧‧前偏光片

142‧‧‧後偏光片

148‧‧‧圖像處理單元

150‧‧‧螢幕

152‧‧‧記憶體

154‧‧‧資料庫

160‧‧‧照明場攔

Claims (24)

1. 一個眼睛成像裝置，包括：一個照明單元，一個分光鏡，一個物鏡，一個重放透鏡系統，與一個攝像單元；該照明單元更包含一個光輻射光源，且該照明單元是用來將光源的光輻射從一個照明單元的出射瞳指向到一個分光鏡；一個分光鏡，用來將光輻射指向到物鏡；該照明單元用是用光輻射來照射眼睛的視網膜，且物鏡是用來在物鏡與攝像單元之間以視網膜反射的光輻射在視網膜上形成一個真正的中間影像，其中該照明單元的出射瞳中真正的影像與攝像單元中入射瞳中真正的影像，乃是成型在眼睛的角膜與水晶體後面之間的位置；該分光鏡是用來將光輻射從視網膜指向到攝像單元，且該分光鏡以一個事先決定好的規則，被用來偏離照明輻射的路徑以及成像輻射的路徑，以預防出射瞳與入射瞳的影像至少不會在水晶體上重疊；且該攝像單元包含一個探測元件，重放透鏡系統用從瞳孔反射的光輻射在探測元件上形成一個中間影像中真正的影像，以使光的影像被顯示出來。
2. 如請求項1所提到的裝置，更包含一個固定目標單元，用以利用至少一個可見光輻射的固定目標來照明 一眼睛的視網膜。
3. 如請求項2所提到的裝置，其中該固定目標單元是用來指向光學輻射到分光鏡，且該分光鏡用來指向從固定目標單元到物鏡的光輻射，以在視網膜上形成形成至少一個的影像，其與固定目標單元相連結。
4. 如請求項2所提到的裝置，其中該物鏡是用來形成一個固定目標單元的出射瞳的真正的影像，至少接近眼睛中角膜到水晶體後端之間的位置。
5. 如請求項1所提到的裝置，其中該探測元件被用來轉換光影像成為電的形式。
6. 如請求項1所提到的裝置，其中該分光鏡包含至少一個偏光鏡。
7. 如請求項1所提到的裝置，其中該物鏡是被用來形成照明單元的出射瞳的真正影像，且該影像實質上是位於水晶體內。
8. 如請求項1所提到的裝置，其中該物鏡是被用來形成攝像單元的入射瞳的真正影像，且該影像實質上是位於水晶體內。
9. 如請求項1所提到的裝置，其中該照明單元的出射瞳的真正影像與攝像單元的入射瞳的真正影像是在不同的位置，與照明輻射的光軸路徑或是成像輻射的路徑 互相平行。
10. 如請求項1所提到的裝置，其中該照明單元是被用來照亮視網膜，與紅外光以及照明單元相連接，被用來照射可見光以在視網膜上捕捉至少一個靜態影像。
11. 如請求項1所提到的裝置，其中該分光鏡位在物鏡與重放透鏡系統的光圈之間。
12. 如請求項1所提到的裝置，其中一個組合包含了攝像單元與複數個光學功能部件；該光學功能部件可重複的接合或者拆卸自該攝像單元；該攝像單元是被設計用來捕捉身體外表至少一個器官的影像；光學功能部件的其中之一包含分光鏡以及物鏡用來形成眼睛影像；以及攝像單元在組合中更包含至少一個的光學功能部件，被用來捕捉至少一個不同於眼睛的器官的影像以及至少一個身體外表的器官的影像。
13. 一種眼睛成像的方法，包含：指向照明單元出射瞳光源的光輻射到分光鏡；光輻射被分光鏡指向，依照照明輻射的路徑到物鏡；透過物鏡以光輻射照射眼睛的視網膜，如此一來一照 明單元出射瞳的真正影像以及一攝像單元入射瞳的真正影像，乃是成型在眼睛的角膜與水晶體後面之間的位置；透過物鏡，在物鏡與攝像單元之間，在有著視網膜反射的光輻射的成像輻射的路徑上，形成一個視網膜真正的中間影像，；透過分光鏡，將光輻射從視網膜指向到攝像單元；透過分光鏡，依照一預定規則，偏離照明輻射路徑與成像輻射路徑，以預防出射瞳與入射瞳的影像至少不會在水晶體上重疊；以及透過重放透鏡系統，用從瞳孔反射的光輻射在探測元件上形成一個中間影像中真正的影像，以使影像被顯示出來。
14. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過一個固定目標單元，藉由至少一個可見光輻射的固定目標影像，照明眼睛裡的視網膜。
15. 如請求項14所述之方法，該方法更包含透過該固定目標單元指向光學輻射到分光鏡，且該分光鏡用來指向從固定目標單元到物鏡的光輻射，在視網膜上形成至少一個影像，且與固定目標單元相連結。
16. 如請求項14所述之方法，該方法更包含透過物鏡形 成一個固定目標單元的出射瞳的真正的影像，至少接近眼睛中角膜到水晶體後端之間的位置。
17. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過探測元件轉換光影像成為電的形式。
18. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過偏光分光鏡來導向光輻射。
19. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過物鏡於水晶體內形成照明單元的出射瞳的真正影像。
20. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過物鏡形成攝像單元的入射瞳的真正影像，且該影像實質上是位於水晶體內。
21. 如請求項13所述之方法，該方法更包含透過物鏡，形成照明單元出射瞳的真正影像與攝像單元入射瞳的真正影像在不同的位置，與照明輻射的光軸路徑或是成像輻射的路徑互相平行。
22. 如請求項13所述之方法，該方法更包含照亮視網膜並與紅外光相連接，且照射可見光以在視網膜上捕捉至少一個靜態影像。
23. 如請求項13所述之方法，其中分光鏡位在物鏡與重放透鏡系統的光圈之間，在照明光輻射與成像輻射之間形成一偏離，與重放透鏡系統之位置不同。
24. 如請求項13所述之方法，其中一組合包含了攝像單元與複數個光學功能部件；該光學功能部件可重複的拆卸或者是附加在攝像單元上；該攝像單元是被單獨用來捕捉身體外表至少一個器官的影像；該光學功能部件的其中之一包含分光鏡以及用來形成眼睛影像的物鏡；以及攝像單元在組合中更包含至少一個的光學功能部件，且可以同時用來捕捉至少一個不同於眼睛的器官的影像與至少一個身體外表的器官的影像。