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      一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):8210405閱讀:455來(lái)源:國(guó)知局
      一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)眼底成像技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相 機(jī)成像系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 人眼視網(wǎng)膜,又叫眼底,是一層結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的薄膜,是人眼的重要組成部分。視 網(wǎng)膜在眼睛里的地位相當(dāng)于成像系統(tǒng)的接收器。眼視網(wǎng)膜上分布著大量的血管,對(duì)人眼視 網(wǎng)膜上的血管脈絡(luò)進(jìn)行觀測(cè),可以為醫(yī)生進(jìn)行許多眼部疾病,甚至是全身許多疾病的診斷 提供重要依據(jù)。例如,糖尿病性視網(wǎng)膜病變是糖尿病患者致盲的主要原因,已經(jīng)成為患者致 盲的四大病變之一。糖尿病正在成為一種全球性流行病,全世界有3. 47億人患有糖尿病, 據(jù)預(yù)測(cè),在今后10年內(nèi),由糖尿病造成的死亡總數(shù)將增加50%以上,到2030年糖尿病將成 為全球第七大死亡原因。發(fā)現(xiàn)糖尿病后,除了在醫(yī)生指導(dǎo)下嚴(yán)格控制血糖、血壓和血脂外, 還需要定期檢查眼底,根據(jù)病情及時(shí)進(jìn)行治療,防止新生血管發(fā)生,保存一定視力。對(duì)于濕 性老年性黃斑變性不治則導(dǎo)致100%致盲,早期發(fā)現(xiàn)是關(guān)鍵,而且早期治療效果顯著。在患 者出現(xiàn)明顯視力障礙之前,提前進(jìn)行視網(wǎng)膜檢查,是及時(shí)發(fā)現(xiàn)病變、及時(shí)治療的唯一有效途 徑。此外,像冠心病、高血壓等疾病,也可以通過(guò)進(jìn)行早期的視網(wǎng)膜篩查,及早發(fā)現(xiàn)、進(jìn)行及 時(shí)治療。眼底照相機(jī)便是用于對(duì)眼底病變進(jìn)行檢查的眼科設(shè)備,是醫(yī)生進(jìn)行視網(wǎng)膜檢查的 重要手段。
      [0003] 眼底相機(jī)是一種用于觀察人眼視網(wǎng)膜病變的重要眼科設(shè)備,在臨床上有著重要的 應(yīng)用。眼底相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng),工作譜段覆蓋近紅外和可見(jiàn)光,近紅 外與可見(jiàn)光照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)眼底均勻、充分 的照明,成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將視網(wǎng)膜最終成像在位于最佳像面的傳感器上。
      [0004] 國(guó)內(nèi)對(duì)于眼底相機(jī)的研宄起步較晚,目前國(guó)內(nèi)使用的眼底相機(jī)多數(shù)依靠從國(guó)外進(jìn) 口,然后再進(jìn)行數(shù)字化改造。國(guó)內(nèi)對(duì)于眼底相機(jī)的研宄還比較有限,相關(guān)的研宄論文比較 少。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的大多數(shù)眼底相機(jī)存在以下問(wèn)題:設(shè)備需要專業(yè)的醫(yī)生或者護(hù)士進(jìn)行操作,設(shè) 備成本費(fèi)和醫(yī)療費(fèi)用較高,需要用藥物對(duì)人眼進(jìn)行散瞳,而散瞳對(duì)人體具有一定的副作用。 這些都嚴(yán)重限制了眼底相機(jī)的使用。
      [0005] 因此現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,本發(fā)明的目的在于為用戶提供一種基于液體透 鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備需要專業(yè)的醫(yī)生或者護(hù)士進(jìn)行操 作,設(shè)備成本費(fèi)和醫(yī)療費(fèi)用較高,需要用藥物對(duì)人眼進(jìn)行散瞳,而散瞳對(duì)人體具有一定的副 作用的問(wèn)題。
      [0007] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下: 一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其中,包括成像子系統(tǒng)和照明子系 統(tǒng); 所述成像子系統(tǒng)由依次設(shè)置的接目物鏡、成像物鏡、接收器件和顯示器件組成; 照明子系統(tǒng)由光源,勻光鏡和接目物鏡組成; 所述照明子系統(tǒng)和所述成像子系統(tǒng)通過(guò)半反半透鏡連接起來(lái); 所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還包括用于通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓確定透鏡表面曲率或通過(guò)加 于透鏡鏡體上的機(jī)械力確定透鏡表面曲率的液體變焦透鏡,所述液體變焦透鏡設(shè)置在成像 物鏡與成像物鏡的像面之間,所述液體變焦透鏡還配設(shè)有對(duì)應(yīng)的用于共調(diào)節(jié)焦距的驅(qū)動(dòng)裝 置;所述接收器件為(XD; 由光源發(fā)出的光依次經(jīng)過(guò)勻光鏡透射、半反半透鏡的反射以及接目物鏡透射后入射到 人眼;進(jìn)入人眼的光由眼底反射后出射,經(jīng)過(guò)接目物鏡收集后先成一次中間像,再由成像物 鏡將中間像成像到接收器件上,最后經(jīng)過(guò)顯示器件顯示出來(lái)。
      [0008] 所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其中,還包括設(shè)置在所述接目物 鏡與觀察者眼睛之間的孔徑光闌。
      [0009] 所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其中,所述液體變焦透鏡為 ARCTIC416SLV3型號(hào)液體透鏡。
      [0010] 所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其中,所述光源為可見(jiàn)光光源。
      [0011] 所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其中,所述光源為紅外光光源。
      [0012] 本發(fā)明所提供的一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),包括成像子系統(tǒng) 和照明子系統(tǒng);所述成像子系統(tǒng)由依次設(shè)置的接目物鏡、成像物鏡、接收器件和顯示器件組 成;照明子系統(tǒng)由光源,勻光鏡和接目物鏡組成;所述照明子系統(tǒng)和所述成像子系統(tǒng)通過(guò) 半反半透鏡連接起來(lái);所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還包括用于通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓確定透鏡表 面曲率或通過(guò)加于透鏡鏡體上的機(jī)械力確定透鏡表面曲率的液體變焦透鏡,所述液體變焦 透鏡設(shè)置在成像物鏡與成像物鏡的像面之間,所述液體變焦透鏡還配設(shè)有對(duì)應(yīng)的用于共調(diào) 節(jié)焦距的驅(qū)動(dòng)裝置;所述接收器件為CCD;由光源發(fā)出的光依次經(jīng)過(guò)勻光鏡透射、半反半透 鏡的反射以及接目物鏡透射后入射到觀察者眼睛;進(jìn)入觀察者眼睛的光由眼底反射后出 射,經(jīng)過(guò)接目物鏡收集后先成一次中間像,再由成像物鏡將中間像成像到接收器件上,最后 經(jīng)過(guò)顯示器件顯示出來(lái)。本發(fā)明在成像系統(tǒng)中引入液體變焦透鏡,通過(guò)改變輸入電壓或改 變加于透鏡鏡體上的機(jī)械力液體透鏡的表面曲率,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同視度的人眼清晰成像,其機(jī) 械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)操作者熟練程度要求較低,無(wú)需要專業(yè)的醫(yī)生或者護(hù)士進(jìn)行操作。
      【附圖說(shuō)明】
      [0013] 圖1為本發(fā)明所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 示意圖。
      [0014] 圖2為液體變焦透鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。
      [0015] 圖3為本發(fā)明所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)第二實(shí)施例的光路 示意圖。
      [0016] 圖4為本發(fā)明所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)對(duì)正常人眼的MTF曲 線圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0017] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確,以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明,并不用 于限定本發(fā)明。
      [0018] 請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖1和圖2,其中圖1是本發(fā)明所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成 像系統(tǒng)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是液體變焦透鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。所述基于液體透鏡 調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),包括: 成像子系統(tǒng)和照明子系統(tǒng); 所述成像子系統(tǒng)由依次設(shè)置的接目物鏡110、成像物鏡120、接收器件130和顯示器件 140組成; 照明子系統(tǒng)由光源210,勻光鏡220和接目物鏡110組成; 所述照明子系統(tǒng)和所述成像子系統(tǒng)通過(guò)半反半透鏡300連接起來(lái); 所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還包括用于通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓確定透鏡表面曲率或通過(guò)加 于透鏡鏡體上的機(jī)械力確定透鏡表面曲率的液體變焦透鏡400,所述液體變焦透鏡400設(shè) 置在成像物鏡120與成像物鏡的像面121之間,所述液體變焦透鏡400還配設(shè)有對(duì)應(yīng)的用 于共調(diào)節(jié)焦距的驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未標(biāo)示);所述接收器件130為CCD。
      [0019] 由光源發(fā)出的光依次經(jīng)過(guò)勻光鏡透射110、半反半透鏡300的反射以及接目物鏡 110透射后入射到觀察者眼睛;進(jìn)入觀察者眼睛的光由眼底反射后出射,經(jīng)過(guò)接目物鏡110 收集后先成一次中間像,再由成像物鏡120將中間像成像到接收器件130上,最后經(jīng)過(guò)顯示 器件顯不140出來(lái)。
      [0020] 本實(shí)施例公開(kāi)的基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),結(jié)構(gòu)形式一采用機(jī)械 調(diào)焦方式,通過(guò)調(diào)節(jié)像面的位置來(lái)滿足對(duì)不同視度人眼清晰成像的要求。相比于定焦結(jié)構(gòu), 機(jī)械調(diào)焦需要設(shè)計(jì)凸輪曲線,因而具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式,而且對(duì)于操作者操作熟練程度 具有更高的要求。結(jié)構(gòu)形式二利用電壓調(diào)焦的方式代替機(jī)械調(diào)焦,在成像系統(tǒng)中引入液體 變焦透鏡。通過(guò)調(diào)節(jié)電壓可以連續(xù)改變液體透鏡的表面曲率,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同視度的人眼清晰 成像。這種調(diào)焦方式只需采用定焦的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式,機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)操作者熟練程度要求 也更低,而且可以通過(guò)連續(xù)改變透鏡表面曲率實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)節(jié)。
      [0021] 液體變焦透鏡是由一種或多種液體制成,并通過(guò)改變表面曲率來(lái)改變焦距的透 鏡。相比于傳統(tǒng)的透鏡形式,液體透鏡最大的特點(diǎn)就是焦距可變。目前主要通過(guò)電力法和機(jī) 械力法兩種方法來(lái)改變液體透鏡的焦距。電力法是利用一種新特性叫做"電浸潤(rùn)"來(lái)改變液 體的表面張力,而機(jī)械力的方法是通過(guò)直接在透鏡體上加力使透鏡形狀產(chǎn)生物理形變。目 前生產(chǎn)液體透鏡的公司主要由Philips和法國(guó)varioptic。本發(fā)明選用法國(guó)varioptic公司 生產(chǎn)的ARCTIC416SLV3系列液體透鏡作為所設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)的組成部分。。ARCTIC416SLV3 系列液體透鏡的調(diào)節(jié)能力如表1所示:
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其特征在于,包括成像子系統(tǒng)和照 明子系統(tǒng); 所述成像子系統(tǒng)由依次設(shè)置的接目物鏡、成像物鏡、接收器件和顯示器件組成; 照明子系統(tǒng)由光源,勻光鏡和接目物鏡組成; 所述照明子系統(tǒng)和所述成像子系統(tǒng)通過(guò)半反半透鏡連接起來(lái); 所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還包括用于通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓確定透鏡表面曲率或通過(guò)加 于透鏡鏡體上的機(jī)械力確定透鏡表面曲率的液體變焦透鏡,所述液體變焦透鏡設(shè)置在成像 物鏡與成像物鏡的像面之間,所述液體變焦透鏡還配設(shè)有對(duì)應(yīng)的用于共調(diào)節(jié)焦距的驅(qū)動(dòng)裝 置;所述接收器件為(XD ; 由光源發(fā)出的光依次經(jīng)過(guò)勻光鏡透射、半反半透鏡的反射以及接目物鏡透射后入射到 觀察者眼睛;進(jìn)入觀察者眼睛的光由眼底反射后出射,經(jīng)過(guò)接目物鏡收集后先成一次中間 像,再由成像物鏡將中間像成像到接收器件上,最后經(jīng)過(guò)顯示器件顯示出來(lái)。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其特征在于,還包 括設(shè)置在所述接目物鏡與觀察者眼睛之間的孔徑光闌。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其特征在于,所述 液體變焦透鏡為ARCTIC 416SLV3型號(hào)液體透鏡。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其特征在于,所述 光源為可見(jiàn)光光源。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),其特征在于,所述 光源為紅外光光源。
      【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng),包括成像子系統(tǒng)和照明子系統(tǒng);所述成像子系統(tǒng)由依次設(shè)置的接目物鏡、成像物鏡、接收器件和顯示器件組成;照明子系統(tǒng)由光源,勻光鏡和接目物鏡組成;所述照明子系統(tǒng)和所述成像子系統(tǒng)通過(guò)半反半透鏡連接起來(lái);眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還包括液體變焦透鏡,液體變焦透鏡設(shè)置在接目物鏡與成像子系統(tǒng)的像面之間,液體變焦透鏡還配設(shè)有對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置;接收器件為CCD。本發(fā)明在成像系統(tǒng)中引入液體變焦透鏡,通過(guò)改變輸入電壓或改變加于透鏡鏡體上的機(jī)械力液體透鏡的表面曲率,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同視度的人眼清晰成像,其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)操作者熟練程度要求較低,無(wú)需要專業(yè)的醫(yī)生或者護(hù)士進(jìn)行操作。
      【IPC分類】A61B3-12, A61B3-15
      【公開(kāi)號(hào)】CN104523221
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410781071
      【發(fā)明人】嚴(yán)俊文
      【申請(qǐng)人】嚴(yán)俊文
      【公開(kāi)日】2015年4月22日
      【申請(qǐng)日】2014年12月17日
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