WO2020073187A1

WO2020073187A1 - 眼底图像检测装置

Info

Publication number: WO2020073187A1
Application number: PCT/CN2018/109411
Authority: WO
Inventors: 黄锦海; 于航; 陈浩
Original assignee: 温州医科大学
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-04-16

Abstract

一种眼底图像检测装置，包括位于第一光轴且依次排列的第一传感器(1)、光栅(2)、光线分束器(6)和可变透镜组件，位于第二光轴且依次排列的第一光源(3)、第一聚光镜(4)和第一分光镜(5)；位于第三光轴且依次排列的第二传感器(11)、第二聚光镜(10)、第二分光镜(8)和第三分光镜(7)，以及位于第四光轴且依次排列的第二光源(13)和第三聚光镜(12)；可变透镜组件的屈光度由电压控制；第一光源(3)的对焦与第二光源(13)的对焦同步。该装置可以同时测得晶状体和眼底的图像，且对焦操作对人眼的伤害少，可变透镜组件的屈光度变化连贯，拍摄图片准确性高。

Description

眼底图像检测装置

技术领域

本发明属于眼科医疗检测设备中的一种，具体涉及一种眼底图像检测装置。

背景技术

眼底检查是检查玻璃体、视网膜、脉络膜和视神经疾病的重要方法。许多全身性疾病如高血压病、肾病、糖尿病、妊娠毒血症、结节病、某些血液病、中枢神经系统疾病等均会发生眼底病变，甚至会成为病人就诊的主要原因，故眼有“机体的橱窗”之称，检查眼底可提供重要诊断资料。

目前的眼底检查仪在操作时，被检测者通过眼底检查镜和光学照明灯进行眼底成像，由于光线需要通过瞳孔进入眼球，在检测过程中需要先进行对焦操作使得光线能聚焦到瞳孔，然后再进行眼底检测。通常调焦过程所用时间较长，光学照明灯长时间照射被检测者眼睛会对其造成伤害，同时造成瞳孔缩小，不利于眼底检测。

发明内容

为解决调焦过程中光线照明灯长时间照射被测试者眼睛所带来的问题，本发明采取的技术方案是：一种眼底图像检测装置包括位于第一光轴且依次排列的第一传感器、光栅、光线分束器和可变透镜组件，位于第二光轴且依次排列的第一光源、第一聚光镜和第一分光镜；位于第三光轴且依次排列的第二传感器、第二聚光镜、第二分光镜和第三分光镜，以及位于第四光轴且依次排列的第二光源和第三聚光镜；

第一光轴与第二光轴垂直相交于第一交叉点；第一交叉点位于光线分束器与第一传感器之间；第一分光镜位于第一交叉点上；第三光轴与第一光轴垂直相交于第二交叉点；第二交叉点位于可变透镜组件与光线分束器之间；第三分光镜位于第二交叉点上；第四光轴与第三光轴垂直相交于第三交叉点；第三交叉点位于第三分光镜与第二聚光镜之间；第二分光镜位于第三交叉点上；

可变透镜组件包括壳体、第一透光板、第一透光膜、第二透光膜、第二透光板、第一直流电源、第二直流电源和导电杆；壳体呈筒状，包括依次连接的第一段、第二段和第三段；第一段与第一透光板、第一透光膜围合成第一腔体；第二段与第一透光膜、第二透光膜围合成第二腔体；第三段与第二透光膜、第二透光板围合成第三腔体；第一段和第三段为电极层；第二段为绝缘层；第一腔体和第三腔体中设有绝缘非极性溶液；第二腔体中设有导电溶液；第一直流电源的正极与第一段电连接，负极通过导电杆与第二腔体中的导电溶液电连接；第二直流电源的正极与第三段电连接，负极通过导电杆与第二腔体中的导电溶液电连接；

第一透光膜和第二透光膜具有弹性；第一透光膜形成的球形界面的曲率和第二透光膜形成的球形界面的曲率均随第一直流电源和第二直流电源施加在电极层与第二腔体中的导电溶液的电压变化而改变；眼底图像检测装置被设置为响应于电压变化调控第一透光膜形成的球形界面的曲率和第二透光膜形成的球形界面的曲率变化，第一聚光镜沿第二光轴移动，光线分束器沿第一光轴移动，使得第一光源的对焦与第二光源的对焦同步。

在一些实施方式中，第一光源是宽带光源或扫频光源；第二光源是红外光源。

在另一些实施方式中，第一光源是白光。

进一步地，光线分束器包括环状玻璃平板及聚焦透镜，环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。

进一步地，第二交叉点与聚焦透镜的焦点重叠。

进一步地，第一交叉点位于光线分束器与光栅之间。

进一步地，第二腔体中的导电液体与第一腔体中的绝缘非极性液体和第三腔体中的绝缘非极性液体的密度相同、折射率不同且互不相溶。

进一步地，第一段和第三段的内表面均设置有疏水介电层。

进一步地，第二聚光镜可沿第三光轴移动，第三聚光镜可沿第四光轴移动。

进一步地，导电溶液为NaCl、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂、FeCl₂中的一种。

有益效果：

由于第二光源的对焦与第一光源的对焦同步，因此当完成第二光源的对焦操作时，第一光源的对焦操作也相应完成，从而避免了第一光源对被测试者眼睛的照射伤害。第一光源为进行眼底检测的宽带光源、扫频光源或白光，为了把眼底检测清楚，其光线较强烈。而第二光源可以为红外光源等弱光源，专门用于对焦。光线分束器能够使入射于其上的平行准直光束变换为沿同一方向传播的聚焦光束和平行准直光束两部分，经过可变透镜组件进一步折射后，平行光经过人眼晶状体折射聚焦在眼底（例如视网膜），聚焦光聚焦在人眼的晶状体，从而实现同时对晶状体及眼底进行成像。可变透镜组件的独特设计使得能够通过电压变化控制第二腔体的球面曲率改变。事实上，第二腔体是一个通过电压调节屈光度大小的凸透镜。

本发明可以同时测得晶状体和眼底的图像，且对焦操作对人眼的伤害少，可变透镜组件的屈光度变化连贯，拍摄图片准确性高。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明所提供的眼底图像检测装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图中，1-第一传感器，2-光栅，3-第一光源，4-第一聚光镜，5-第一分光镜，6-光线分束器，7-第三分光镜，8-第二分光镜，10-第二聚光镜，11-第二传感器，12-第三聚光镜，13-第二光源，14-眼睛，91-第一段，92-导电杆，93-第一直流电源，94-第二直流电源，95-第二段，96-第三段，97-第二腔体，98-第三腔体，99-第一腔体，21-第一透光板，22-第一透光膜，23-第二透光膜，24-第二透光板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1示出了本发明的一个具体实施方式，在该实施方式中的眼底图像检测装置包括位于第一光轴且依次排列的第一传感器1、光栅2、光线分束器6和可变透镜组件，位于第二光轴且依次排列的第一光源3、第一聚光镜4和第一分光镜5；位于第三光轴且依次排列的第二传感器11、第二聚光镜10、第二分光镜8和第三分光镜7，以及位于第四光轴且依次排列的第二光源13和第三聚光镜12。

第一光轴与第二光轴垂直相交于第一交叉点；第一交叉点位于光线分束器6与光栅2之间；第一分光镜5位于第一交叉点上。第三光轴与第一光轴垂直相交于第二交叉点；第二交叉点位于可变透镜组件与光线分束器6之间；第三分光镜7位于第二交叉点上。第四光轴与第三光轴垂直相交于第三交叉点；第三交叉点位于第三分光镜7与第二聚光镜10之间；第二分光镜8位于第三交叉点上。

可变透镜组件包括壳体、第一透光板21、第一透光膜22、第二透光膜23、第二透光板24、第一直流电源93、第二直流电源94和导电杆92。壳体呈筒状，包括依次连接的第一段91、第二段95和第三段96；第一段91与第一透光板21、第一透光膜22围合成第一腔体99；第二段95与第一透光膜22、第二透光膜23围合成第二腔体97；第三段96与第二透光膜23、第二透光板24围合成第三腔体98。其中，第一段91和第三段96为电极层；第二段95为绝缘层；第一腔体99和第三腔体98中设有绝缘非极性溶液；第二腔体97中设有导电溶液（选自NaCl、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂、FeCl₂中的一种）。第二腔体97中的导电液体与第一腔体99中的绝缘非极性液体和第三腔体98中的绝缘非极性液体的密度相同、折射率不同且互不相溶。

第一直流电源93的正极与第一段91电连接，负极通过导电杆92与第二腔体97中的导电溶液电连接；第二直流电源94的正极与第三段96电连接，负极通过导电杆92与第二腔体97中的导电溶液电连接。

第一透光膜22和第二透光膜23具有弹性。第一透光膜22形成的球形界面的曲率和第二透光膜23形成的球形界面的曲率均随第一直流电源93和第二直流电源94施加在电极层与第二腔体97中的导电溶液的电压变化而改变。具体是：第一透光膜22形成的球形界面的曲率随第一直流电源93施加在第一段91与第二腔体97中的导电溶液的电压变化而改变；第二透光膜23形成的球形界面的曲率随第二直流电源94施加在第三段96与第二腔体97中的导电溶液的电压变化而改变。

眼底图像检测装置被设置为响应于上述电压变化调控第一透光膜22形成的球形界面的曲率和第二透光膜23形成的球形界面的曲率变化，第一聚光镜4沿第二光轴移动，光线分束器6沿第一光轴移动，使得第一光源3的对焦与第二光源13的对焦同步。

第一光源3是白光、宽带光源或扫频光源；第二光源13是红外光源。

光线分束器6包括环状玻璃平板及聚焦透镜，环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。

眼底图像检测装置的操作分为对焦操作和眼底成像操作两部分。对焦操作有利于眼底成像操作时第一传感器1拍摄到清晰的眼底图片。

对焦操作：第二光源13发出的红外光透过第三聚光镜12被第二分光镜8反射到第三分光镜7，再被第三分光镜7反射到可变透镜组件并透过可变透镜组件到达眼睛。到达眼睛的红外光又反射并透过可变透镜组件，经第三分光镜7反射到第二分光镜8并透过第二分光镜8和第二聚光镜10被第二传感器11摄取到光学信号。若该光学信号所形成的图像不清晰，那么通过改变第一直流电源93的电压来调控第一透光膜22的球形界面曲率和/或改变第二直流电源94的电压来调控第二透光膜23的球形界面曲率，使得红外光聚焦在眼睛的瞳孔上，第二传感器11能够拍摄到清晰的瞳孔图片，完成第二光源13的对焦操作。响应于第一直流电源93的电压变化调控第一透光膜22的球形界面曲率变化和/或第二直流电源94的电压变化调控第二透光膜23的球形界面曲率变化，第一聚光镜4沿第二光轴移动，光线分束器6沿第一光轴移动，使得第一光源3的对焦与第二光源13的对焦同步。当第二光源13的对焦操作完成时，第一光源3的对焦操作也完成了。

眼底成像操作：对焦操作结束后，打开第一光源3，光线透过第一聚光镜4，被第一分光镜5反射并透过光线分束器6被分束成平行准直光束和聚焦光束，透过第三分光镜7，经可变透镜组件进一步折射，使得透过可变透镜组件出来的新的聚焦光束聚焦在眼睛14的晶状体，而透过可变透镜组件出来的新的平行准直光束经晶状体折射聚焦在眼底，实现同时对晶状体和眼底的成像。在晶状体和眼底的成像被第一传感器1捕捉到，形成清晰的眼底图像。光栅2可以调节第一光源3射入第一传感器1的光线强度。

作为一些实施例的变形，第一段和第三段的内表面可以均设置有疏水介电层；第二聚光镜可沿第三光轴移动，第三聚光镜可沿第四光轴移动；第二交叉点与聚焦透镜的焦点重叠等。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

一种眼底图像检测装置，其特征在于，包括位于第一光轴且依次排列的第一传感器、光栅、光线分束器和可变透镜组件，位于第二光轴且依次排列的第一光源、第一聚光镜和第一分光镜；位于第三光轴且依次排列的第二传感器、第二聚光镜、第二分光镜和第三分光镜，以及位于第四光轴且依次排列的第二光源和第三聚光镜；

所述第一光轴与所述第二光轴垂直相交于第一交叉点；所述第一交叉点位于所述光线分束器与所述第一传感器之间；所述第一分光镜位于所述第一交叉点上；所述第三光轴与所述第一光轴垂直相交于第二交叉点；所述第二交叉点位于所述可变透镜组件与所述光线分束器之间；所述第三分光镜位于所述第二交叉点上；所述第四光轴与所述第三光轴垂直相交于第三交叉点；所述第三交叉点位于所述第三分光镜与所述第二聚光镜之间；所述第二分光镜位于所述第三交叉点上；

所述可变透镜组件包括壳体、第一透光板、第一透光膜、第二透光膜、第二透光板、第一直流电源、第二直流电源和导电杆；壳体呈筒状，包括依次连接的第一段、第二段和第三段；所述第一段与所述第一透光板、所述第一透光膜围合成第一腔体；所述第二段与所述第一透光膜、所述第二透光膜围合成第二腔体；所述第三段与所述第二透光膜、所述第二透光板围合成第三腔体；所述第一段和所述第三段为电极层；所述第二段为绝缘层；所述第一腔体和所述第三腔体中设有绝缘非极性溶液；所述第二腔体中设有导电溶液；所述第一直流电源的正极与所述第一段电连接，负极通过所述导电杆与所述第二腔体中的导电溶液电连接；所述第二直流电源的正极与所述第三段电连接，负极通过所述导电杆与所述第二腔体中的导电溶液电连接；

所述第一透光膜和所述第二透光膜具有弹性；所述第一透光膜形成的球形界面的曲率和所述第二透光膜形成的球形界面的曲率均随所述第一直流电源和所述第二直流电源施加在所述电极层与所述第二腔体中的导电溶液的电压变化而改变；所述眼底图像检测装置被设置为响应于所述电压变化调控所述第一透光膜形成的球形界面的曲率和所述第二透光膜形成的球形界面的曲率变化，所述第一聚光镜沿所述第二光轴移动，所述光线分束器沿所述第一光轴移动，使得所述第一光源的对焦与所述第二光源的对焦同步。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第一光源是宽带光源或扫频光源；所述第二光源是红外光源。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第一光源是白光。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述光线分束器包括环状玻璃平板及聚焦透镜，所述环状玻璃平板及聚焦透镜的圆心重叠。
如权利要求4所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第二交叉点与所述聚焦透镜的焦点重叠。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第一交叉点位于所述光线分束器与所述光栅之间。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第二腔体中的导电液体与所述第一腔体中的绝缘非极性液体和所述第三腔体中的绝缘非极性液体的密度相同、折射率不同且互不相溶。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第一段和所述第三段的内表面均设置有疏水介电层。
如权利要求1所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述第二聚光镜可沿所述第三光轴移动，所述第三聚光镜可沿所述第四光轴移动。
根据权利要求1-9任一项所述的眼底图像检测装置，其特征在于，所述导电溶液为NaCl、MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂、FeCl₂中的一种。