用于眼底成像的大視場照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及的是一種以LED作為光源，通過導(dǎo)光板和角膜接觸鏡對眼底實(shí)現(xiàn)大視場照明的裝置，具體的是一種用于眼底成像的大視場照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眼底成像技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于臨床檢測中。醫(yī)學(xué)表明，眼科疾病和身體的系統(tǒng)性疾病在發(fā)病早期都會在眼底視網(wǎng)膜產(chǎn)生病變。對視網(wǎng)膜病變進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的檢測，可以對疾病的早期診斷起到重大的作用，也可以對重大疾病的病理學(xué)研宄提供一個(gè)良好的平臺。根據(jù)臨床需求的不同，儀器性能也千差萬別，但總體上是向大視場、高分辨率和彩色成像的方向發(fā)展。
[0003]近年來，新生兒視網(wǎng)膜病變的發(fā)病率不斷升高。這種病如果不在發(fā)病早期進(jìn)行激光手術(shù)治療則會導(dǎo)致終生失明。臨床早期對這種疾病的篩查需要至少120度的成像視場，而普通眼底相機(jī)的成像視場一般在40度左右，這就給該疾病的診斷帶來了瓶頸。
[0004]對于大視場眼底成像系統(tǒng)來說，其照明光路的設(shè)計(jì)難度很大。不但要提供足夠大的照明視場(一般情況下，照明視場要稍大于成像視場)，還要保證在全視場范圍內(nèi)的照明均勻性。除此之外，制造工藝的復(fù)雜程度和成本也是設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮的。
[0005]對眼底進(jìn)行大視場成像時(shí)，從眼底邊緣視場反射出瞳孔的光在角膜上的入射角會超過臨界角從而形成全反射，使其無法進(jìn)入成像系統(tǒng)。因此，必須使用接觸式的接目鏡組才能實(shí)現(xiàn)大視場的眼底成像。該鏡組中角膜接觸鏡的材料選取十分重要。既要保證折射率可以和人眼角膜進(jìn)行匹配消除全反射，還要具有足夠的抗腐蝕性。由于角膜接觸鏡直接和角膜貼合，使得照明光線必須先通過角膜接觸鏡才能進(jìn)入人眼。角膜接觸鏡前表面對照明光的部分反射會在成像系統(tǒng)中形成大量的雜散光，必須通過設(shè)計(jì)進(jìn)行消除，否則會嚴(yán)重影響眼底成像的質(zhì)量。
[0006]專利US5822036實(shí)現(xiàn)了一種接觸式的眼底照明裝置。該裝置采用2000根光纖排列成環(huán)形對眼底進(jìn)行照明。由于光纖的光束發(fā)散角普遍較小，使得眼底中間區(qū)域無法被照亮。因此，在光纖和角膜接觸鏡之間還需放置一個(gè)導(dǎo)光棱鏡用于擴(kuò)大光束發(fā)散角。該裝置可將照明視場提高到120度以上，但設(shè)計(jì)難度大，制造工藝十分復(fù)雜，裝調(diào)困難，成本昂貴。
[0007]LED光源是近年來發(fā)展出的新型照明光源，其具有亮度高，壽命長，低能耗等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型就利用LED作為照明光源，通過中空金屬導(dǎo)光板代替導(dǎo)光棱鏡對眼底實(shí)現(xiàn)了120度視場的均勻照明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于眼底成像的大視場照明裝置。
[0009]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種用于眼底成像的大視場照明裝置，包括圓臺環(huán)狀光架，在圓臺環(huán)狀光架的底部外側(cè)均距間隔制有中心對稱的多個(gè)LED光源固定槽，在每個(gè)固定槽內(nèi)固裝LED光源，所述LED光源上方的圓臺環(huán)狀光架由導(dǎo)光板內(nèi)壁環(huán)及導(dǎo)光板外壁環(huán)構(gòu)成，導(dǎo)光板內(nèi)壁環(huán)及導(dǎo)光板外壁環(huán)相夾構(gòu)成環(huán)狀導(dǎo)光板腔體，LED光源發(fā)出的光在導(dǎo)光板腔體內(nèi)傳播，在圓臺環(huán)狀光架的頂端開口處固裝角膜接觸鏡，角膜接觸鏡由覆蓋在導(dǎo)光板內(nèi)壁環(huán)構(gòu)成的圓孔面積上的角膜接觸鏡中心部件及覆蓋在導(dǎo)光板腔體上開口構(gòu)成環(huán)狀面積上的角膜接觸鏡環(huán)形部件組成，所述角膜接觸鏡中心部件及角膜接觸鏡環(huán)形部件的連接表面作光學(xué)漆黑處理，在角膜接觸鏡中心部件下部的圓臺環(huán)狀光架內(nèi)部腔體中固裝成像物鏡。
[0011]而且，所述角膜接觸鏡與人眼角膜接觸，裝置構(gòu)成的成像系統(tǒng)的入瞳位于人眼角膜和瞳孔之間，距人眼瞳孔lmm-2mm，LED光源發(fā)出的光束在角膜接觸鏡處的垂軸高度<6mm0
[0012]而且，所述固裝在多個(gè)固定槽內(nèi)的LED光源共有14個(gè)，采用小型白光LED，覆蓋波段為420nm-780nm，色溫2600K-4300K，顯色指數(shù)CRI>90%，光源的照明發(fā)散角超過80度。
[0013]而且，所述導(dǎo)光板腔體的內(nèi)壁表面進(jìn)行剖光處理，剖光后金屬表面反射率>80 %，導(dǎo)光板腔體長度為20mm-30mm，導(dǎo)光板腔體厚度為lmm-1.7mm，導(dǎo)光板腔體向內(nèi)傾斜與裝置成像物鏡光軸的夾角為42度-48度。
[0014]而且，所述角膜接觸鏡中心部件用于成像，為一錐形透鏡，上端直徑為3mm-3.5mm，下端直徑為5mm-5.5mm，所述角膜接觸鏡環(huán)形部件用于照明，外徑9mm，角膜接觸鏡環(huán)形部件的中心錐形孔和角膜接觸鏡中心部件尺寸相同，整個(gè)角膜接觸鏡的材料和人眼角膜進(jìn)行折射率匹配，選擇CR-39、PMMA等光學(xué)塑料作為角膜接觸鏡材料。
[0015]而且，整個(gè)角膜接觸鏡上表面與人眼角膜貼合，其上表面曲率半徑為7.5mm-8mm,其下表面曲率半徑為20mm-40mm，構(gòu)成負(fù)焦度的角膜接觸鏡。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0017]1、本實(shí)用新型使用LED代替光纖作為照明光源，省去了光纖與光源耦合以及排列、固定等裝調(diào)步驟，大幅降低了成本和裝調(diào)難度。
[0018]2、本實(shí)用新型LED光源的發(fā)散角可達(dá)80度以上，無需再使用棱鏡擴(kuò)大發(fā)散角，降低了光學(xué)設(shè)計(jì)難度，簡化了系統(tǒng)。
[0019]3、本實(shí)用新型采用中空金屬導(dǎo)光板傳導(dǎo)照明光進(jìn)入人眼，形成超過120度的照明視場。
[0020]4、本實(shí)用新型中的角膜接觸鏡由兩部件組成，即中心部件和環(huán)形部件，中心部件用于成像，環(huán)形部分用于照明，兩部件相鄰表面作光學(xué)漆黑處理，有效的消除了角膜接觸鏡前表面對照明光的部分反射而形成的雜散光，提高了眼底圖像質(zhì)量。
[0021]5、本實(shí)用新型中的角膜接觸鏡設(shè)計(jì)為負(fù)焦度，擴(kuò)大了光束的發(fā)散角，使對稱的光束在眼底中心區(qū)域的重疊比例增大，保證了眼底照明的均勻性。
[0022]6、本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)裝置的便攜性和實(shí)用性，本裝置在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上特別對光源、照明系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)做了小型化設(shè)計(jì)，整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶。
【附圖說明】
[0023]圖1是光學(xué)系統(tǒng)入瞳位于人眼瞳孔處時(shí)的光路示意圖，其中，圖(a)為眼底成像光路不意圖，圖(b)為照明光路不意圖；
[0024]圖2是光學(xué)系統(tǒng)入瞳偏離人眼瞳孔處時(shí)的光路示意圖，其中，圖(a)為眼底成像光路不意圖，圖(b)為照明光路不意圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實(shí)用新型裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是消除角膜接觸鏡前表面形成的雜散光的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0029]本實(shí)用新型的光學(xué)原理。
[0030]在設(shè)計(jì)眼底相機(jī)時(shí)，一般會選擇人眼的瞳孔作為成像光學(xué)系統(tǒng)的入瞳，眼底反射光出瞳后進(jìn)入成像光學(xué)系統(tǒng)，照明光源放在角膜接觸鏡后，成像光學(xué)系統(tǒng)兩側(cè)。由于邊緣視場光線的垂軸高度較高，使得成像光學(xué)系統(tǒng)尺寸較大，進(jìn)而造成眼底中心區(qū)域無法被照亮，如圖1所示。因此，需要將成像光學(xué)系統(tǒng)的入瞳從人眼瞳孔處向角膜處移動一段距離，從而降低邊緣視場光線的垂軸高度，以保證眼底中心區(qū)域可以被照亮，如圖2所示。
[0031]除了垂軸高度以外，照明光源的光束發(fā)散角也是影響照明視場的重要因素。發(fā)散角小的光源，如光纖(一般不超過30度)，需要先擴(kuò)大光束發(fā)散角再進(jìn)入人眼，否則眼底中心區(qū)域同樣無法被照亮。LED作為新型照明光源，其發(fā)散角可以達(dá)到80度以上，無需再進(jìn)行擴(kuò)大。
[0032]小型LED的光強(qiáng)有限，而眼底成像對照明強(qiáng)度需求很高，因此需要使用多個(gè)LED同時(shí)進(jìn)行照明。但由于空間有限，無法將全部的LED都放置在緊貼角膜接觸鏡的位置。因此，需要一個(gè)導(dǎo)光裝置將LED的光傳導(dǎo)至角膜接觸鏡處。本實(shí)用新型采用中空金屬導(dǎo)光板進(jìn)行導(dǎo)光。它只具有傳導(dǎo)作用，并不會改變光源的發(fā)散角。使用中空金屬導(dǎo)光板還可以控制照明光束相對于光軸的投射角度，保證眼底照明視場的范圍和均勻性。
[0033]照明光是通過角膜接觸鏡對眼底進(jìn)行照明的，由于角膜接觸鏡與人眼角膜之間折射率的差異，會造成角膜接觸鏡前表面對照明光的部分反射。在對視網(wǎng)膜這種本身不會發(fā)光且反射率較低的物體成像時(shí)，這些反射光進(jìn)入成像系統(tǒng)會形成嚴(yán)重的雜散光，降