眼底相机的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种眼底相机。

背景技术：

眼底相机是用来观察眼球基底的检视工具，例如用以观察视网膜、视神经盘、血管分布等是否异常。常规的视网膜照明利用卤素白光或氙气白光进行视网膜照明，操作员使用光强度旋钮控制视网膜照明，明亮的白光通过瞳孔闪烁眼睛的后部，成像传感产生视网膜的彩色图像。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种眼底相机，以缓解现有技术中的眼底相机不能对视网膜不同层进行成像，从而提供有价值的医学和诊断数据的技术问题。

本实用新型提供的眼底相机包括：照明模块、主光学组件、对焦模块和图像传感采集模块；

所述照明模块包括多个光源，多个所述光源用于发出不同波长的光，所述光源发出的照明光通过所述主光学组件进入患者眼睛，患者视网膜反射的光经过所述主光学组件和所述对焦模块进入所述图像传感采集模块。

进一步的，所述主光学组包括件环形反光镜和物镜，所述环形反光镜倾斜设置；

所述照明模块发出的照明光经所述环形反光镜反射至所述物镜，然后进入患者眼睛；患者视网膜反射的光依次经过所述物镜、所述环形反光镜的中心和所述对焦模块，然后到达所述图像传感采集模块。

进一步的，所述物镜包括一个或多个透镜组，所述透镜组内的光学透镜上均镀有防反射涂层。

进一步的，所述主光学组件还包括光路折叠反光镜，所述物镜设于所述光路折叠反光镜的一侧，所述对焦模块和所述图像传感采集模块位于所述光路折叠反光镜的另一侧；

所述环形反光镜与所述光路折叠反光镜之间设有轴向补偿器，所述对焦模块与所述图像传感采集模块之间设有横向补偿器。

进一步的，所述照明模块包括多个发光二极管，多个所述发光二极管发出的光具有相互不同的波长。

进一步的，所述照明模块发出的照明光形成多个弧形照明区域，多个所述弧形照明区域沿同一圆周均匀分布，相邻所述弧形照明区域之间留有间隙。

进一步的，所述弧形照明区域的数量为两个，两个所述弧形照明区域对应的圆心角均小于180度；

所述照明模块可发出形成两个中的任意一个所述弧形照明区域的照明光，或者，同时形成两个所述弧形照明区域的照明光。

进一步的，所述照明模块包括相互独立的第一照明单元和第二照明单元，所述第一照明单元发出的照明光用于形成一个所述弧形照明区域，所述第二照明单元发出的光用于形成另一所述弧形照明区域。

进一步的，所述弧形照明区域的数量为四个，四个所述弧形照明区域对应的圆心角均小于90度；

所述照明模块可发出形成四个中的任意一个所述弧形照明区域的照明光，或者，同时形成四个所述弧形照明区域的照明光，或者，同时形成四个中的任意两个所述弧形照明区域的照明光。

进一步的，所述照明模块包括第一照明单元和第二照明单元，所述第一照明单元发出的照明形成两个位于对角位置的所述弧形照明区域，所述第二照明单元发出的照明光形成另外两个位于对角位置的所述弧形照明区域。

进一步的，所述眼底相机还包括用于引导患者眼睛向不同方向观看的视标模块。

进一步的，所述眼底相机还包括对准模块，所述对准模块设于所述主光学组件的外部；

所述对准模块包括近红外发光二极管和非同轴相机。

进一步的，所述眼底相机还包括中央控制模块，所述中央控制模块分别与所述照明模块、所述对焦模块、所述图像传感采集模块、所述视标模块和所述对准模块信号连接。

进一步的，所述中央控制模块包括实时高功能嵌入控制软件模块嵌入控制软件模块运行在高容量高性能高速度的计算平台上。

本实用新型提供的眼底相机包括：照明模块、主光学组件、对焦模块和图像传感采集模块；照明模块包括多个光源，多个光源用于发出不同波长的光，光源发出的照明光通过主光学组件进入患者眼睛，患者视网膜反射的光经过主光学组件和对焦模块进入图像传感采集模块。使用本实用新型提供的眼底相机检查患者眼睛时，多个光源发出不同波长的光，由于视网膜的反射和吸收依赖于光谱，不同的波长穿透不同深度的视网膜，因此可以对不同深度的视网膜的不同层进行成像，从而提供有价值的医学和诊断数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的眼底相机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的眼底相机的光路示意图；

图3为本实用新型实施例提供的眼底相机的视标模块的示意图。

图标：100－照明模块；110－场镜；120－照明光路光圈；130－滤光盘；200－主光学组件；210－环形反光镜；220－物镜；230－光路折叠反光镜；240－轴向补偿器；250－横向补偿器；300－对焦模块；400－图像传感采集模块；500－视标模块；510－分光反光镜；600－对准模块；700－显示器；800－中央控制模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的眼底相机的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的眼底相机包括：照明模块100、主光学组件200、对焦模块300和图像传感采集模块400；照明模块100包括多个光源，多个光源用于发出不同波长的光，光源发出的照明光通过主光学组件200进入患者眼睛，患者视网膜反射的光经过主光学组件200和对焦模块300进入图像传感采集模块400。

具体的，照明模块100、对焦模块300和图像传感采集模块400均位于主光学组件200的下方；对焦模块300进行焦距调整，以补偿患者眼睛的屈光度，从而可以收集清晰的图像，图像传感采集模块400包括图像传感器，图像传感器用于采集图像。

进一步的，主光学组件200包括环形反光镜210和物镜220，环形反光镜210倾斜设置；照明模块100发出的照明光经环形反光镜210反射至物镜220，然后进入患者眼睛；患者视网膜反射的光依次经过物镜220、环形反光镜210的中心和对焦模块300，然后到达图像传感采集模块400。

如图2所示，物镜220位于环形反光镜210的左侧，照明模块100位于环形反光镜210的下侧，照明光路的输入端；环形反光镜210倾斜设置，且环形反光镜210的反光面分别与物镜220和照明模块100相对。

照明模块100发出的照明光通过光纤被输送至照明光路的输入端，通过照明成像透镜系统和环形反光镜210，环形反光镜210将照明光反射至物镜220，照明光经过物镜220折射，物镜220是照明和观察的共同光路，它以大角度形成视场并且投影焦点在设计的工作距离(眼睛瞳孔和镜片前表面之间的距离)上投射成焦面；反射的视网膜信号依次经过物镜220、环形反光镜210的中心孔和对焦模块300，然后到达图像传感采集模块400，图像传感采集模块400对图像进行采集。

进一步的，物镜220包括一个或多个透镜组，透镜组内的光学透镜上均镀有防反射涂层，以减少不必要的反射。

进一步的，眼底相机内还设有用于成像的光学透镜和其他作用的光学透镜，光学透镜上均镀有防反射涂层，以减少不必要的反射。

进一步的，主光学组件200还包括光路折叠反光镜230，物镜220设于光路折叠反光镜230的一侧，对焦模块300和图像传感采集模块400位于光路折叠反光镜230的另一侧；环形反光镜210与光路折叠反光镜230之间设有轴向补偿器240，对焦模块300与图像传感采集模块400之间设有横向补偿器250。

具体的，光路折叠反光镜230设于环形反光镜210背离物镜220的一侧，光路折叠反光镜230倾斜设置，对焦模块300和图像传感采集模块400均位于光路折叠反光镜230的下侧，对焦模块300位于光路折叠反光镜230和图像传感采集模块400之间，轴向补偿器240位于环形反光镜210和光路折叠反光镜230之间，横向补偿器250位于对焦模块300和图像传感采集模块400之间。

患者视网膜反射的光通过环形反光镜210的中心后，经过轴向补偿器240和光路折叠反光镜230，轴向补偿器240用于调整光轴轴向公差和对准，光路折叠反光镜230将成像的光反射至对焦模块300，被反射的光依次经过对焦模块300和横向补偿器250，横向补偿器250用于调整垂直于光轴的平面上的公差和对准，经调整后的光进入图像传感采集模块400。

进一步的，照明模块100包括一个或多个照明单元；每个照明单元具有多个发光二极管，多个发光二极管发出的光具有相互不同的波长。

多光谱视成像将从蓝色到近红外(480纳米到980纳米)的整个光谱分成不同的相对较窄的光谱波段，每个发光二极管都具有特定的波长和宽度相对有限的光谱，加在一起覆盖了较宽范围的光谱。

具体的，照明模块100通过自身的光学耦合单元将触发发出的光传送至主光学组件200照明光路输入端，并经照明光路光圈120，照明光路目镜及场镜110成像到患者的瞳孔上，然后在预定立体角(视场)内照射整个视网膜。

进一步的，照明单元可将发光二极管以不同形式组合。

进一步的，光学耦合单元可以由光学透镜、棱镜或锥镜系统组成，也可以由单束或多束光学纤维组成，也可以由单束或多束光学纤维并结合匀光器件组成，也可由空白空间组成。

进一步的，光学耦合单元由多束光学纤维结合匀光器件(例如：匀光棒)组成。

进一步的，照明模块100具有两个照明单元，分别受照明模块100协调，并按照眼底相机中央控制模块800的指令，单独或同时发光。

进一步的，照明单元的多个发光二极管以预定的或指定的顺序和发光时间一个接一个闪烁特定波长的照明光，但是也可以根据应用要求使多个发光二极管一起同时发光；图像传感采集模块400曝光将与发光二极管闪光同步收集一连串的对于每个光源一一对应的图像，并通过中央控制模块800将采集的原始视网膜图像传送到外部计算设备以用于存储，读取或进一步处理。通常应用时每个发光二极管的光谱照射的视网膜图像被分别采集。

进一步的照明模块100还包括同步闪光采相模式，当照明模块100接到来自中央控制模块800发光指令或发光触发脉冲时，相对应的发光二极光按照指定的闪光时间发光；眼底相机中的控制模块可同时向照明模块100和图像传感采集模块400发送信号，或者，照明模块100在开始发光后立即同时向图像传感采集模块400发送信号，以使图像传感采集模块400和照明模块100同步工作。

进一步的，照明模块100还具有光能量监测和能量超值切断功能，每个发光二极管的输出光功率和能量都经过校准并实时监测，以实现实时监视每个发光二极管每次发光的能量并在正常或非正常运行时，能量一旦达到安全能量预警极限时立即切断光源，以对患者起到绝对的安全保护作用。

具体的，照明模块100上设有光电传感器，光电传感器用于实时监测每个发光二极管的输出光功率和能量，光电传感器将采集的能量值通过比较器与设定的能量值进行比较，当采集的能量值达到设定的能量值时，电子开关控制光源，立即切断光源，防止对患者眼睛造成伤害。

进一步的，照明模块100发出的照明光形成多个弧形照明区域，多个弧形照明模块区域沿同一圆周均匀分布，相邻弧形照明区域之间留有间隙。

进一步的，弧形照明区域的数量为两个，两个弧形照明区域对应的圆心角均小于180度；照明模块100可发出形成两个中的任意一个弧形照明区域的照明光，或者，同时形成两个弧形照明区域的照明光。

两个弧形照明区域近似半圆形，且对应的圆心角相等，两个弧形照明区域相对设于同一圆周上。

每个弧形照明区域源于照明模块100内部相对应的照明单元。两个照明单元用于照明患者视网膜的相同视场区域，照明模块100将对应照明单元提供的光束带到照明光路的输入端，从而成像在被测眼的瞳孔上为近半圆形，从而进一步的通过照明光路在预定立体角(视场)内照射整个视网膜。

进一步的，照明模块100内部具有两个独立可控的照明单元，即，第一照明单元和第二照明单元，两个照明单元拥有自身的发光二极管组合。每一个照明单元分别向各自部分环提供照明光。

在眼底相机使用过程中，两个照明单元交替发光，具体的，在照明模块100的一个照明单元(负责形成第一弧形照明区域)发出波长1的照明光后，另一个照明单元(负责形成第二个弧形照明区域)接着也发出波长1的照明光，然后，第一个照明单元发出波长2的照明光后，第二个照明单元也相继发出波长2的照明光，依次进行下去，在每个照明单元照明的同时，图像传感采集模块400同时进行图像采集，此外，两个照明单元可同时发光，形成环形照明区域。

在特定工作距离和广视角眼底相机中，每个图像都具有来自角膜表面的反射贡献。由于使用交替半环区域照明的方式，在相同波长的两个单独的捕获图像可以通过特种图像处理算法和重新被组合以得到最终没有角膜镜面反射的图像；另外，利用分割照明，这种数字图像处理和图像修补算法将改善最终整体图像的结果。

作为另一种实施方式，弧形照明区域的数量为四个，四个弧形照明区域对应的圆心角均小于90度；照明模块100可发出形成四个中的任意一个弧形照明区域的照明光，或者，同时形成四个弧形照明区域的照明光，或者，同时形成四个中的任意两个弧形照明区域的照明光。

具体的，四弧形照明方式中，照明光由照明模块100的两个独立照明单元提供，即第一照明单元和第二照明单元。照明模块100的每个对应照明单元将把输出的照明光分两部分，从而形成两个相对但不相邻的弧形照明区域。

进一步的，照明模块100将两个对应照明单元提供的四个弧形光束带到照明光路的输入端，每个弧形为近四分之一环。经主光学组件200的照明光路成像在被测眼的瞳孔上，从而进一步的通过照明光路在预定立体角(视场)内照射整个视网膜。

具体的，照明模块100的每个照明单元将照亮相对的两个四分之一环。

在眼底相机使用过程中，两个照明单元交替发光，具体的，在照明模块100的一个照明单元(负责形成第一和第三弧形照明区域)发出波长1的照明光后，另一个照明单元(负责形成第二和第四个弧形照明区域)接着也发出波长1的照明光，然后，第一个照明单元发出波长2的照明光后，第二个照明单元也相继发出波长2的照明光，依次进行下去，在每侧弧形照明区域照明的同时，图像传感采集模块400同时进行图像采集；具体的，第一弧形照明区域、第二弧形照明区域、第三弧形照明区域和第四弧形照明区域沿圆周方向依次设置。

进一步的，眼底相机还包括滤光盘130，滤光盘130位于两个场镜110之间，同时也位于图像传感采集模块400和分光反光镜510之间；滤光盘130上设有多个滤光器，多个滤光器绕滤光盘130的周向均匀分布，滤光盘130为照明光束和观察光束分别提供单独的滤光器，滤光器起到滤光和改变光的作用。

滤光盘130由控制电机控制转动，对于照明光路和成像光路，在滤光盘130被控制电机驱动转动时，用于照明光路穿过的滤光器和用于成像光路穿过的滤光器总是以确切的锁定步长切换。

进一步的，眼底相机还包括用于引导患者眼睛向不同方向观看的视标模块500。

具体的，视标模块500位于主光学组件200成像光路中分光反光镜510的右方，视标模块500与图像传感器处于相同的成像平面上，但是通过分光反光镜510分开光路单独安装布置，视标模块500发出的光通过分光反光镜510反射至主光学组件200。

如图3所示，视标模块500具有多个发光点(不限于图3中的15个)，多个发光点分布于多行，每行中的多个发光点均匀分布，位于不同坐标处的发光点依采像需求，单独发光，引导眼睛朝(不同的)发光点方向注视，因此实现对视网膜的不同部分进行成像。视标模块500显示位置的功能可以用不同的方法实现，例如发光二极管阵列，基于液晶显示屏，或动态微镜矩阵。液晶显示屏及微镜矩阵都是具有高分辨率和完全可编程的图像发生器。

进一步的，视标模块500由高分辨率和完全可编程的微镜矩阵(DMD)图像发生器组成。

进一步的，眼底相机还包括对准模块600，对准模块600设于主光学组件200的外部；对准模块600包括近红外发光二极管和非同轴相机。

具体的，眼底相机还包括显示器700，对准模块600和显示器700设于主光学组件200相对的两侧。

进一步的，对准模块600使用两个近红外发光二极管，两个近红外发光二极管位于主光学组件200物镜220两侧偏上方，非同轴相机位于主光学组件200物镜220的下侧。

检测时，患者面向眼底相机，操作者在眼底相机的另一侧面对显示器700进行操作，患者将头部放在眼底相机前方的鄂托上，将被测的一只眼睛看向物镜220中心内部。对准模块600中近红外发光二极管照亮眼睛的前部，非同轴相机采集眼睛的前部图像，并通过中央控制模块800将图像直接，连续传输至显示器700上，以指导操作者将仪器的光轴与患者瞳孔的中心对齐；随后进行焦距调整，以补偿个人眼睛的屈光度，从而可以收集清晰的图像；调整焦点后，发光二极管将以预设的顺序闪光；图像传感器曝光将与闪光同步并收集一连串的视网膜图像，对于每个发光二极管一一对应的图像，然后将这些原始视网膜图像传送到外部计算设备以用于存储、读取或进一步处理。

进一步的，眼底相机还包括中央控制模块800，中央控制模块800分别与照明模块100、对焦模块300、图像传感采集模块400、视标模块500和对准模块600信号连接。

中央控制模块800协调并控制整个眼底相机的操作与运行，包括对照明模块100、对焦模块300，图像传感采集模块400，对准模块600及视标模块500的协调和控制；中央控制模块800同时管理传向显示与界面模块的所有图像；并接受和协调执行由操作者通过显示与界面模块输入的所有指令。

进一步的，中央控制模块800包括实时高功能嵌入控制软件模块，控制软件模块运行在模块的高容量高性能高速度的计算平台上。

眼底相机的监视、控制和协调均由中央控制模块800管理。

进一步的，中央控制模块800的计算平台由一个强功能的中央处理器(CPU)和协处理器以及一个图形处理单元(GPU)组成。

进一步的，中央控制模块800的计算平台还包括对各个功能模块进行协调的专用端口。

进一步的，中央控制模块800的计算平台还包括由实时高功能嵌入控制软件模块控制的，由可编程逻辑如FPGA来创建的准确的定时脉冲，以提供精确的触发信号，接收动作确认以及其他管理控制，如序列和复位等。

本实用新型实施例提供的眼底相机包括：照明模块100、主光学组件200、对焦模块300和图像传感采集模块400；照明模块100包括多个光源，多个光源用于发出不同波长的光，光源发出的照明光通过主光学组件200进入患者眼睛，患者视网膜反射的光经过主光学组件200和对焦模块300进入图像传感采集模块400。使用本实用新型实施例提供的眼底相机检查患者眼睛时，多个光源发出不同波长的光，由于视网膜的反射和吸收依赖于光谱，不同的波长穿透不同深度的视网膜，因此可以对不同深度的视网膜的不同层进行成像，从而提供有价值的医学和诊断数据。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。