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)明涉及一種眼底相機(jī)，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)，屬于醫(yī)學(xué)眼底成像領(lǐng)域。
【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，對人眼視 網(wǎng)膜上的血管脈絡(luò)進(jìn)行觀測，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，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)病情及時進(jìn)行治療，防止新生血管發(fā)生，保存一定視力。對于濕 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，是及時發(fā)現(xiàn)病變、及時治療的唯一有效途 徑。此外，像冠心病、高血壓等疾病，也可以通過進(jìn)行早期的視網(wǎng)膜篩查，及早發(fā)現(xiàn)、進(jìn)行及 時治療。眼底照相機(jī)便是用于對眼底病變進(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光，近紅 外與可見光照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對眼底均勻、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。具體的工作過程為由光源發(fā)出的光依次經(jīng)過勻光鏡透射、半反半 透鏡的反射以及接目物鏡透射后入射到人眼。進(jìn)入眼睛的光由眼底反射后出射，經(jīng)過接目 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上，并最后經(jīng)過顯示器 件顯示出來。為了同時滿足醫(yī)生觀察和拍攝的需要，光源一般選用可見光和近紅外波長兩 種。近紅外波段的光源用于醫(yī)生進(jìn)行觀察和瞄準(zhǔn)，可見波段的光源用于拍照。眼底照相機(jī) 是一種重要的眼科設(shè)備。對眼底相機(jī)的研宄主要包括對成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和對照明系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)。如圖1所示，成像系統(tǒng)由靠近眼睛的接目物鏡，靠近接收器件的成像物鏡，以及接收器 件和顯示器件組成；照明系統(tǒng)由光源，靠近光源的勻光鏡和靠近眼睛的接目物鏡組成。由于 照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)需要共用部分光路，照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)通過半反半透鏡連接起來。
[0004] 國內(nèi)對于眼底相機(jī)的研宄起步較晚，目前國內(nèi)使用的眼底相機(jī)多數(shù)依靠從國外進(jìn) 口，然后再進(jìn)行數(shù)字化改造。國內(nèi)對于眼底相機(jī)的研宄還比較有限，相關(guān)的研宄論文比較 少。國內(nèi)開發(fā)的大多數(shù)眼底相機(jī)存在以下問題：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，需要用藥物對人眼進(jìn)行散瞳，而散瞳對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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于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)。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的 基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)，包括成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)由靠近眼 睛的接目物鏡，靠近接收器件的成像物鏡，以及接收器件和顯示器件組成；照明系統(tǒng)由光 源，靠近光源的勻光鏡和靠近眼睛的接目物鏡組成，照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)通過半反半透鏡 連接起來，所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還設(shè)置有液體變焦透鏡。
[0007] 本發(fā)明還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)，包括成像系統(tǒng)和照 明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括孔徑光闌、接目物鏡、分光鏡、成像物鏡、液體透鏡和像面，上述部件 的連接順序分別是孔徑光闌后面依次設(shè)置有接目物鏡、分光鏡、成像物鏡和液體透鏡，所述 液體透鏡設(shè)置在成像物鏡和相面之間。
[0008] 本發(fā)明還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)，包括成像系統(tǒng)和照 明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)由靠近眼睛的接目物鏡，靠近接收器件的成像物鏡，以及接收器件和顯示 器件組成；照明系統(tǒng)由光源，靠近光源的勻光鏡和靠近眼睛的接目物鏡組成，照明系統(tǒng)和成 像系統(tǒng)通過半反半透鏡連接起來，所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還設(shè)置有液體變焦透鏡，所述 液體變焦透鏡設(shè)置在成像系統(tǒng)后面，所述液體變焦透鏡還配設(shè)有對應(yīng)的共調(diào)節(jié)焦距用的驅(qū) 動裝置；所述接收器件使用CCD ;所述系統(tǒng)的主要參數(shù)具體如下：眼底相機(jī)成像系統(tǒng)總長： < 17Ctam ;視場角：±30° ;入瞳直徑：3臟；
[0009] 工作波段：可見光，850nm ;工作距離：40mm ;視度調(diào)節(jié)范圍：-8D至+IOD ;系統(tǒng)總焦 距：6. 928mm ;成像分辨率：> 1161p/mm。
[0010] 本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)械調(diào)焦方式的成像系統(tǒng)，在成像系統(tǒng)中引入液體變焦透 鏡，通過調(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)簡單，對操作者熟練程度要求也更低， 而且可以通過連續(xù)改變透鏡表面曲率實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0011] 圖1為眼底照相機(jī)成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為ARCTIC 416SLV3系列液體透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)圖；
[0013] 圖3為液體透鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖4為正常眼的成像系統(tǒng)光路示意圖；
[0015] 圖5為成像系統(tǒng)對正常人眼的MTF曲線圖；
[0016] 圖6為成像系統(tǒng)對正常人眼的像差曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明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)，為使本發(fā)明的目的、 技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng) 理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018] 實(shí)施例
[0019] 本實(shí)施例公開的基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)形式一一采用機(jī) 械調(diào)焦方式，通過調(diào)節(jié)像面的位置來滿足對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)簡單，對操作者熟練程度要 求也更低，而且可以通過連續(xù)改變透鏡表面曲率實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)節(jié)。
[0020] 液體變焦透鏡是由一種或多種液體制成，并通過改變表面曲率來改變焦距的透 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。目前主要通過電力法和機(jī) 械力法兩種方法來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"來改變液 體的表面張力，而機(jī)械力的方法是通過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varioptic。本發(fā)明選用法國varioptic公 司生產(chǎn)的ARCTIC 416SLV3系列液體透鏡作為所設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)的組成部分。該液體透鏡的 結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖2所示。
[0021] ARCTIC 416SLV3系列液體透鏡的調(diào)節(jié)能力如表1所示，其參數(shù)與圖2相對應(yīng)。
[0022]
【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)，包括成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，其特征 在于：所述成像系統(tǒng)由靠近眼睛的接目物鏡，靠近接收器件的成像物鏡，以及接收器件和顯 示器件組成；照明系統(tǒng)由光源，靠近光源的勻光鏡和靠近眼睛的接目物鏡組成，照明系統(tǒng)和 成像系統(tǒng)通過半反半透鏡連接起來，所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還設(shè)置有液體變焦透鏡。
2. -種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)，包括成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，其特征 在于：所述成像系統(tǒng)包括孔徑光闌、接目物鏡、分光鏡、成像物鏡、液體透鏡和像面，上述部 件的連接順序分別是孔徑光闌后面依次設(shè)置有接目物鏡、分光鏡、成像物鏡和液體透鏡，所 述液體透鏡設(shè)置在成像物鏡和相面之間。
3. -種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)，包括成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，其特征 在于：所述成像系統(tǒng)由靠近眼睛的接目物鏡，靠近接收器件的成像物鏡，以及接收器件和顯 示器件組成；照明系統(tǒng)由光源，靠近光源的勻光鏡和靠近眼睛的接目物鏡組成，照明系統(tǒng)和 成像系統(tǒng)通過半反半透鏡連接起來，所述眼底相機(jī)成像系統(tǒng)中還設(shè)置有液體變焦透鏡，所 述液體變焦透鏡設(shè)置在成像系統(tǒng)后面，所述液體變焦透鏡還配設(shè)有對應(yīng)的共調(diào)節(jié)焦距用的 驅(qū)動裝置；所述接收器件使用CCD ;所述系統(tǒng)的主要參數(shù)具體如下：眼底相機(jī)成像系統(tǒng)總 長：< 170mm ;視場角：±30° ;入瞳直徑：3mm ;工作波段：可見光，850nm ;工作距離：40mm ; 視度調(diào)節(jié)范圍：_8D至+IOD;系統(tǒng)總焦距：6.928mm;成像分辨率：> 1161p/mm。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于液體透鏡調(diào)焦式的眼底相機(jī)成像系統(tǒng)，包括成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)包括孔徑光闌、接目物鏡、分光鏡、成像物鏡、液體透鏡和像面，上述部件的連接順序分別是孔徑光闌后面依次設(shè)置有接目物鏡、分光鏡、成像物鏡和液體透鏡，所述液體透鏡設(shè)置在成像物鏡和相面之間。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)械調(diào)焦方式的成像系統(tǒng)，在成像系統(tǒng)中引入液體變焦透鏡，通過調(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)簡單，對操作者熟練程度要求也更低，而且可以通過連續(xù)改變透鏡表面曲率實(shí)現(xiàn)更加精確的調(diào)節(jié)。
【IPC分類】A61B3-12, A61B3-15
【公開號】CN104856643
【申請?zhí)枴緾N201510216420
【發(fā)明人】勵彩玲
【申請人】奉化科創(chuàng)科技服務(wù)有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月27日