TWI483705B - 眼底光學影像裝置 - Google Patents

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William Wang
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Description

眼底光學影像裝置
本發明係關於一種光學檢測裝置，特別關於一種眼睛之光學影像檢測裝置。
常見之眼睛檢測裝置包含氣動式眼壓計、驗光機及眼底光學影像裝置等等，其中，眼底光學影像裝置是用來觀察眼底之光學檢測裝置。
眼底光學影像裝置主要用來檢查視網膜之黃斑部及視神經有無病變。直接以眼底光學影像裝置進行眼底檢查不需對眼睛施加散曈劑，是一項簡單、快速、準確又便宜的檢查。透過眼底光學影像裝置可以診斷一些眼底的病變如青光眼、視神經炎或黃斑部病變。
另外，由於觀察眼底就能直接看到血管，其中一項重要的眼底鏡檢查例如糖尿病視網膜病變的檢查，因此，眼底光學影像裝置亦可係作為糖尿病視網膜病變併發症的篩檢工具。
如圖1所示，習知的眼底光學影像裝置1主要包含一照明單元11、一光路單元12、一影像擷取單元13、以及一觀察單元14。其中照明單元11係具有一光學透鏡組以將一光源之光線導入至眼睛2之眼底21。而經眼底21反射之光線則藉由光路單元12而將眼底21之影像成像，並進一步由影像擷取單元13擷取該影像。此外，使用者可由觀察單元14來具體觀測眼底影像、並調整其清晰度。
呈上所述，習知眼底光學影像裝置1之中，光路單元12內的光圈是設計為固定形式，其開孔大小或是開孔形狀皆是固定無法改變的。簡而言之，習知之光圈無法針對不同光源或不同患者(眼球曲率、瞳孔大小)有適應性的變化。
因此，如何提供一種具有能變化光圈大小之眼底光學影像裝置，已成為重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種具有能變化光圈大小之眼底光學影像裝置。
為達上述目的，依據本發明之一種眼底光學影像裝置包含一光源、一第一光學元件組以及一第二光學元件組。第一光學元件組包含一第一光圈，光源之光線係穿過第一光圈並經由第一光學元件組入射至一眼底。第二光學元件組包含一第二光圈，光源之光線係經眼底反射並穿過第二光圈以呈現眼底之一影像，第一光圈及第二光圈的至少其中之一係微陣列光圈。
在實施例中，微陣列光圈係為一電致變色式微陣列光圈、一液晶微陣列光圈、一電濕式微陣列光圈或一介電泳式微陣列光圈。
在實施例中，第一光圈係具有一環形透光區域。另外，第二光圈係具有一中央透光區域。
在實施例中，第一光學元件組包含至少一透鏡以及一分光鏡，光源之光線係依序穿過透鏡、第一光圈及分光鏡而到達眼底。
在實施例中，第二光學元件組更包含至少一透鏡，第二光圈位於透鏡及眼底之間，透鏡係可調控曲率透鏡。
在實施例中，第一光圈及第二光圈皆是微陣列光圈。
在實施例中，眼底光學影像裝置更包含一觀察模組，其係透過第二光學元件組觀察眼底之影像。
在實施例中，眼底光學影像裝置更包含一影像擷取模組，其係透過第二光學元件組擷取眼底之影像。
承上所述，因依據本發明之一種眼底光學影像裝置的光圈係微陣列光圈，光圈之開孔大小或是開孔形狀是可變化的。因此，光圈可針對不同光源、不同患者(眼球曲率、瞳孔大小)有適應性的變化。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種眼底光學影像裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
如圖2所示，眼底光學影像裝置3，檢查一眼底21，其包含一光源30、一第一光學元件組31以及一第二光學元件組32。第一光學元件組31包含一第一光圈311，光源30之光線係穿過第一光圈311並經由第一光學元件組 31入射至眼睛2之眼底21。第二光學元件組32包含一第二光圈321，光源30之光線係經眼底21反射並穿過第二光圈321以呈現眼底21之一影像。
在本實施例中，第一光學元件組31更包含至少一透鏡312、一分光鏡313以及一透鏡314。第二光學元件組32更包含二透鏡322、323，第二光圈321位於透鏡322及眼底21之間，透鏡323係與透鏡322配合來適應不同眼睛2之瞳孔22。
第一光圈311及第二光圈321的至少其中之一係微陣列光圈，微陣列光圈例如是一電致變色式微陣列光圈、一液晶微陣列光圈、一電濕式微陣列光圈或一介電泳式微陣列光圈。
另外，第一光圈311及第二光圈321也可以皆是微陣列光圈。
第一光圈311係具有一環形透光區域，第二光圈321係具有一中央透光區域。使得入射至眼底21的光線和從眼底21反射的光線不重疊。
光源30之光線係依序穿過透鏡312、第一光圈311、分光鏡313、及眼睛2的瞳孔22而到達眼睛2的眼底21。光線經眼底21反射後從瞳孔22穿出，並依序穿過分光鏡313、透鏡324、第二光圈321、透鏡322與透鏡323以呈現眼底21之影像。
眼底光學影像裝置3更包含一影像擷取模組33，其係透過第二光學元件組32擷取眼底21之影像。
另外，眼底光學影像裝置3更可包含一觀察模組(圖未顯示)，其係透過第二光學元件組32觀察眼底21之影像。觀察模組可設置於影像擷取模組33的位置。
透鏡322可以是前後移動來改變光路徑，進而使眼底光學影像裝置3能夠適應不同眼睛2之瞳孔22。另外，透鏡322也可以是可調控曲率透鏡，其係藉由自身光學特性的變化來改變透鏡的焦距，進而使眼底光學影像裝置3能夠適應不同眼睛2之瞳孔22。採用可調控曲率透鏡的優點是不需額外預留前後移動透鏡的行程，使得眼底光學影像裝置3的體積得以縮小。
如圖3A至圖3C所示，微陣列光圈4係包含複數個切換單元，這些切換單元係可如圖3A為二維陣列排列，或是如圖3B為環形排列，或是如圖3C為弧形排列。微陣列光圈4可作為第一光圈311或第二光圈321。
微陣列光圈4的各切換單元41是分別受到控制，例如受到電壓訊號的控制。各切換單元41可以藉由電致變色材料。電致變色(Electrochromic)是指施加一個電壓差而導致物質由原本的透明無色狀態電成有色狀態的過程。電致變色材料通常在沒有被施加電壓時是沒有顏色，當被施加電壓後其會呈現出顏色。舉例來說，當電致變色材料被施上正電壓時，電致變色材料從原本的無色變成深藍色；如果將電壓的方向反轉，又會從深藍色變成無色。因此，利用在各切換單元41施加電壓的不同來改變各切換單元41的透光度，使得微陣列光圈4得以有可改變的 透光區域。
另外，微陣列光圈4亦可以藉由液晶材料來實現，藉由電壓來控制液晶的旋光程度，使得各切換單元41能呈現出各自受到控制的透光度，因此微陣列光圈4得以有可改變的透光區域。
另外，微陣列光圈4的各切換單元41亦可以藉由一電濕材料或一介電泳材料來實現。電濕材料是以液體做為變焦鏡，其具有高性能、低成本、體積小以及低耗電等優點。這項技術的主要是利用具有導電性的水溶液以及非導電的油，以這兩種液體做為鏡頭構造，藉由電流的通過使水溶液與油的接觸面積產生變化。因此，接觸面積的膨脹會讓曲率變大，使得焦點移動如同對焦動作一般。切換單元41係以焦點的改變來控制穿過的光線能否繼續行進至下一元件。
另一方面，切換單元41亦可由介電泳材料來實現。介電泳是利用外加電場所誘發的電耦極，和外加電場交互作用的方式來驅動粒子，因此粒子本身不須帶電，介電泳力使用交流電壓驅動。
以微陣列光圈4實現的第一光圈311中，切換單元41受到電壓訊號的控制而呈現出如圖4B所示的環形穿透區域以及中央不透明區域。
另外，以微陣列光圈4實現的第二光圈321中，切換單元41受到電壓訊號的控制而呈現出如圖4A所示的中央穿透區域。
另外，如圖5所示，與前述實施例不同的是，為了讓眼底光學影像裝置3a的體積更加精簡，第一光學元件組31更包含一反射鏡315。光源30之光線係依序穿過透鏡312、第一光圈311、反射鏡315、透鏡314、分光鏡313、及眼睛2的瞳孔22而到達眼睛2的眼底21。光線經眼底21反射後從瞳孔22穿出，並依序穿過分光鏡313、透鏡324、第二光圈321、透鏡322與透鏡323以呈現眼底21之影像。
如圖6所示，影像擷取模組33係擷取眼底21之影像211，以微陣列光圈形成的第一光圈311可受到控制而呈現出標靶圖案311a，標靶圖案311a與眼底21之影像211係可讓影像擷取模組33所擷取，或是能夠呈現於觀察模組，使得觀察者得以透過影像擷取模組33或是觀察模組能夠較容易觀察眼球的運動情況。另外，以微陣列光圈形成的第二光圈321亦可產生相同或類似的效果。
如圖7所示，以微陣列光圈形成的第一光圈311亦可作為光罩，光罩的透光程度係具有階梯狀的變化，藉由其圖案變化來提供眼球運動追蹤之參考。舉例來說，微陣列光圈可呈現出眼睛的圖案，當眼球運動時，就可以利用眼底的光反射變化來得知眼球的運動情況，例如圖示中箭頭所指處。另外，以微陣列光圈形成的第二光圈321亦可產生相同或類似的效果。
綜上所述，因依據本發明之一種眼底光學影像裝置的光圈係微陣列光圈，光圈之開孔大小或是開孔形狀是可變 化的。因此，光圈可針對不同光源、不同患者(眼球、瞳孔大小)有適應性的變化。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧眼底光學影像裝置
11‧‧‧照明單元
12‧‧‧光路單元
13‧‧‧影像擷取單元
14‧‧‧觀察單元
2‧‧‧眼睛
21‧‧‧眼底
211‧‧‧影像
22‧‧‧瞳孔
3、3a‧‧‧眼底光學影像裝置
30‧‧‧光源
31‧‧‧第一光學元件組
311‧‧‧第一光圈
311a‧‧‧標靶圖案
312‧‧‧透鏡
313‧‧‧分光鏡
314‧‧‧透鏡
315‧‧‧反射鏡
32‧‧‧第二光學元件組
321‧‧‧第二光圈
322‧‧‧透鏡
323‧‧‧透鏡
324‧‧‧透鏡
33‧‧‧影像擷取模組
4‧‧‧微陣列光圈
41‧‧‧切換單元
圖1為習知眼底光學影像裝置的示意圖；圖2為依據本發明較佳實施例之一種眼底光學影像裝置的示意圖；圖3A至圖3C為微陣列光圈的示意圖；圖4A及圖4B為圖2之光圈的示意圖；圖5為依據本發明另一較佳實施例之一種眼底光學影像裝置的示意圖；圖6為微陣列光圈具有標靶圖案的示意圖；以及圖7為微陣列光圈作為光罩的示意圖。
2．．．眼睛
21．．．眼底
22．．．瞳孔
3．．．眼底光學影像裝置
30．．．光源
31．．．第一光學元件組
311．．．第一光圈
312．．．透鏡
313．．．分光鏡
314．．．透鏡
32．．．第二光學元件組
321．．．第二光圈
322．．．透鏡
323．．．透鏡
324．．．透鏡
33．．．影像擷取模組

Claims (4)

  1. 一種眼底光學影像裝置，包含：一光源；一第一光學元件組，包含至少一透鏡、至少一第一光圈及一分光鏡，該第一光圈具有一環形透光區域，該光源之光線係依序穿過該透鏡、該第一光圈及該分光鏡入射至一眼底；一第二光學元件組，包含至少一可調控曲率透鏡及一第二光圈，該第二光圈位於該第二光學元件組的該可調控曲率透鏡與該眼底之間，且該第二光圈具有一中央透光區域，該光源之光線係經該眼底反射並依序穿過該第二光圈及該第二光學元件組的該可調控曲率透鏡以呈現該眼底之一影像；以及一觀察模組，係透過該第二光學元件組觀察該眼底之該影像，其中，該第一光圈及該第二光圈的至少其中之一係微陣列光圈，該微陣列光圈包含複數個切換單元，該些切換單元受到電壓訊號的控制以改變各切換單元的透光度，使得該微陣列光圈可改變透光的區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之眼底光學影像裝置，其中該微陣列光圈係為一電致變色式微陣列光圈、一液晶微陣列光圈、一電濕式微陣列光圈或一介電泳式微陣列光圈。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之眼底光學影像裝置，其 中該第一光圈及該第二光圈皆是微陣列光圈。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之眼底光學影像裝置，更包含：一影像擷取模組，係透過該第二光學元件組擷取該眼底之該影像。
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