检眼镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括照相机和相关的照明设备的检眼镜；本发明还涉及用于处理由所述设备获取的眼睛的多个图像的新颖方法；以及通常包括在所述检眼镜中，用于执行所述方法的软件。
【背景技术】
[0002]2004年，世界卫生组织报告了全球视觉障碍(VI)和失明的五大原因为(1)白内障、(2)青光眼、(3)年龄相关性黄斑变性(AMD)、(4)角膜混浊以及(5)糖尿病性视网膜病变(DR)。全球范围内，各年龄段患VI的人数为两亿八千五百万。Vis1n 2020倡议组织主要致力于消除白内障，由于该类眼科疾病可通过手术治愈。
[0003]约80%的失明是可预防或可治愈的。全世界这些失明人群的大多数(90% )居住在低收入国家。用于提供眼保健的人力和技术资源遵循逆保健法(Inverse Care Law)，即，大多数失明人群居住地最缺乏资源；而相反，失明低发地区却有大量的资源供应。为建立可持续的健康服务，需要采集与VI有关的精确且具有代表性的数据由此政策制定者能以患者利益最大化的方式分配有限资源并且也因此能进一步确定未来需求和基础设施的计划。
[0004]在低收入国家，人员不具备充分的培训又缺乏用于检测潜在的致盲条件的眼科设备。这意味着许多人没有接受必要的眼睛治疗而因此留下视觉障碍。
[0005]因为设备庞大、复杂且昂贵，因此在这些环境下成本是提供眼科设备的主要障碍。此外，即使可获得眼科设备，通常还会遇到穿越经常环境恶劣的地形远距离运输这些设备的相关后勤制约。专业人员的培训也很昂贵而即使经过了培训，往往没有足够的专家能够覆盖待筛查地区或人群。
[0006]全球因VI导致的生产力损失被认为达1210亿美元，因此随着VI的增多医疗保健令人不满地螺旋下降。假设80%的失明是可预防或治愈的，如果能尽早发现，于是明智的眼保健策略不仅对每个人的健康而且对整个人口或国家都能起到积极的影响，不仅提升健康水平还提高GDP而由此具有更强的能力进一步改善医疗服务。
[0007]在发达国家，虽然具有眼保健，尤其对于能就诊配镜师或眼科医生的个人，其费用很昂贵，而随着人口的增长对于尽可能以高效且有效的方式接受医疗服务的期望也日益增长。因此在发达国家也同样有改善医疗服务的需求从而更多的个人能用每一笔投资享受有效的治疗。
[0008]此外，还需要能够将医疗服务带到各个社区，如学校、养老院以及监狱，实现这个的前提是便携式设备的开发，使受训人员无需过多经验或高级水平即可简单使用。
[0009]在对眼睛的医学检查中，通过瞳孔对视网膜的可视化(检眼镜检查)是一项常规的操作。在常规检查中，这是通过被称为“直接检眼镜”的仪器完成的。这是一种钢笔大小(大约20cm)的观察系统，其由医生通常以面对面的很近的距离握持在患者的眼睛前方。这样的仪器简单、相对廉价，但相当难以使用。在西方国家，通常是在验光和医学专业的本科阶段接受培训。其视场很小(最大5度)，瞄准非常关键而聚焦需要极大的手工技巧。此外，在很小的视场中只能看到图像的局部，这要求操作者将每次看到的视网膜的一小部分重构为视网膜本身的“想象的图像”。
[0010]为了克服这些限制，可使用一种更加昂贵的仪器。其被称为“间接检眼镜”。它包括由医生在患者眼睛前方握持的短焦距透镜(实践中称作“超场(superfield) ”)，以及带有观察器的头戴件，该观察器穿过镜片或超场将光投射到眼睛内。用户用手将透镜与眼睛及观察器对准，并观察视网膜。其视场比直接检眼镜宽得多(40度)。然而，该系统非常昂贵且由于其固有的精密手工对准使得使用也很困难。熟练掌握这项技术通常仅限于研究生学历的眼科副专科医生。
[0011]从间接检眼镜衍生出两种更高级的仪器:眼底照相机和广角检眼镜。在“眼底照相机”中，将间接检眼镜预对准。患者头部通过头部-下颂支架固定，相片是使用照相机通过预对准的间接检眼镜获取的。广角检眼镜是一种专有仪器。该间接检眼镜由医生预对准并作为单个单元握持在患者的眼睛前方。用户通过仪器观察视网膜。照相机可附接至该设备。
[0012]已经尝试通过使用附接至检眼镜或直接握持在患者的眼睛前方的小型数码相机(例如网络摄像头)利用相关联的棱镜组来构建检眼镜，棱镜组包括折射补偿透镜，以将光投射到眼睛中从而提供必要的照明。不幸的是，结果却令人失望，因为棱镜的尺寸导致视场的明显减小抑或者差的分辨率和聚焦。
[0013]考虑到上述情况，我们开发了一种基于自动对焦的小型照相机(通常是智能手机摄像头)的检眼镜。替代地，如果场深度足够长，例如使用非自动对焦、低数值孔径系统就是一种改善焦点深度的方法，相机可不必自动对焦。换言之，系统可构建成“免对焦”，例如在廉价的网络摄像头中。尽管使用智能手机测试眼部疾病并不新鲜，事实上我们过去已经建议过在这个特定学科中使用这种技术(Journal of Mobile Technology inMedicine[JMTM]Vol.1 issue 3 Sept 2012&Eye 2012，26，343-354，(2012 年 9 月 3 日发行的医学移动技术[JMTM]第1卷以及眼睛2012，26，343-354页))且其他人对这个想法发表了赞同的评价(Ophthalmology Volume 119, Number 10, October 2012，(眼科卷 119，第 10号，2012年10月))，还没有人想到将智能手机用于直接检眼镜且没有人生产出简单、有效且可靠的设备能无需大量训练即可实现眼底可视化且提供对标准直接检眼镜的显著视场改善，使产品规格接近间接检眼镜或眼底照相机。
【发明内容】
[0014]根据本发明的第一方面，提供了包括照相机和相关照明设备的检眼镜，在获取患者眼睛的至少一个图像之前通过所述照明设备对患者眼睛进行照明；其中所述照明设备在使用时至少部分地放置在照相机前方，以及所述照明设备包括用于将光引导至待成像的眼睛的光通道构件。
[0015]在本发明的优选实施方式中所述照相机是自动对焦照相机。
[0016]在本发明的另一优选实施方式中所述通道构件还有利地阻止散射光进入所述相机。
[0017]在本发明的又一优选实施方式中所述照明设备包括光源并且所述光通道构件是微型棱镜或微型光纤附件。优选地，当涉及微型棱镜或微型光纤附件时，所考虑的尺寸量级为1x1x5mm到1x1x30mm。这有利地确保了工作距离可低至l_2mm。
[0018]在本发明的再一优选实施方式中所述棱镜设置有至少一个反射性构件，该反射性构件放置成使得从所述棱镜出射的光向所述眼睛反射。理想地，所述反射性构件朝向棱镜的后部或远离所述眼睛放置。在本发明的又一更优选实施方式中，所述反射性构件位于所述棱镜的第一侧上，而更理想地，位于所述棱镜的第一侧和第二侧上，从而从所述棱镜出射的光朝向所述眼睛反射。
[0019]在本发明的另一优选实施方式中所述光纤附件是具有至少一个开口的波导，该波导定位成在使用时将从所述波导出射的光引导至所述眼睛中。更优选地，所述波导包括多个开口并且理想地，具有理想地但非限制性地通过波纹、结霜或包含颗粒制成的散射结构。其他散射表面或二次发射表面(例如通过荧光)对于本领域技术人员来说是已知的并且可在本发明的工作中使用。
[0020]在本发明的进一步优选实施方式中，所述波导设置有至少一个反射性构件，通过该反射性构件将从所述波导出射的光朝向所述眼睛反射。在理想情况下，所述反射性构件朝向波导的后部或远离所述眼睛放置。在本发明的又一优选实施方式中，所述反射性构件位于所述波导的第一侧上，并且更理想地，位于所述波导的第一侧和第二侧上从而将从所述波导出射的光导向所述眼睛。
[0021]在本发明的另一优选实施方式中，所述通道构件因此由光源/导和反射性表面构成或包括光源/导和反射性表面，或者替代地，所述光源/导邻近本文称为防护物的反射性表面定位。因此通道构件及其防护物将光导入待拍摄的眼睛中并防止散射光进入所述相机。
[0022]在本发明的又一优选实施方式中，所述照明设备还包括至少一个阻挡构件。所述阻挡构件用于阻挡会进入所述照相机的散射或反射光。最优选地，所述阻挡构件位于所述光通道构件的前方。此外，或替代地，所述阻挡构件与所述照明设备分开设置并且放置在所述照明设备的前方或后方，而在两种情况下照明设备都位于所述相机的前方。更优选地，所述阻挡构件包括至少一个偏振器，而理想地为一对偏振器，通过该偏振器防止引导至所述眼睛中的光被反射、折射或导向所述照相机。
[0023]在本发明的又一优选实施方式中，所述光源为发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、火焰、荧光发射物、气体中的放电、常规灯或阳光/日光。
[0024]在本发明的又一优选实施方式中，可使用一种颜色的诸如蓝色或紫外光并且通道构件至少部分由发射期望光谱(例如白色或无红)的材料制成。在此示例中，适合的材料可以为荧光材料。
[0025]在本发明的一个实施方式中，尤其在光源为LED或灯的情况下，所述光通道构件采取至少部分位于所述光源周围或近邻的至少一个反射性表面的形式，从而将光引导至待拍摄的眼睛中。
[0026]在本发明的又一优选实施方式中，所述照相机为网络相机或移动手机摄像头、数码相