检眼镜的制作方法_3

文档序号:9509166阅读:来源:国知局
>[0081]图6示出了将光纤用作通道构件的又一替代实施方式。光来自光纤或光纤束61,可选地通过镜62反射。可选地,光纤可通过手机闪光灯照明,对手机闪光灯进行驱动以发射延长时间量的光或与相机的电子/机械快门脉冲同步或者与所述相机处于预定的相位关系。当光源示出为灯63时,可选地,光可来自于理想地由手机直接供电的LED或灯63,如通过对来自耳机接口的振荡电压整流供电,这具有将振幅(“音量”)转换成光强的附加优点。防护物64用于阻止不期望的散射光进入相机。
[0082]图7示出了可在照明光路径中和成像系统前部插入两个交叉的线性偏振器71和72以阻止反射的另一替代的实施方式。可替代地,如本领域所公知的,在71和/或72中可使用由圆形偏振器、线性偏振器和延迟器混合构成的多层。防护物可用于阻止不期望的散射进入相机。
【具体实施方式】
[0083]参照图1,其示出了根据本发明的检眼镜的示意性图示。示出为1的成像系统(诸如网络摄像头、手机摄像头、数码相机、胶片相机或平板电脑摄像头)从方向2向处于观察下的眼睛7的瞳孔6中观察.棱镜3将光从源(未示出)引导至表示为5的棱镜头部。光由棱镜的全内反射或金属化“导出”棱镜3并进入瞳孔6。1x1x5mm到lxlx30_的棱镜尺寸使相机可以非常接近处于观察下的眼睛7的瞳孔6,由此使视场最大化。
[0084]如本领域技术人员将理解的,相机的自动对焦或手动对焦理想上用于补偿眼睛的最终折射误差。替代地,可通过降低相机的数值孔径实现自动对焦,从而有效地使相机免对焦。
[0085]光源(未示出)形式为灯、有机发光二极管(LED)、有机发光二极管(0LED)、火焰、太阳、月亮、星星、白炽金属、化学反应、加热表面、银光或磷光材料。
[0086]使用诸如棱镜的透射、全内反射或金属化等常规手段将光导入棱镜。光在棱镜中从所折射处导向棱镜头部。
[0087]在本发明的一个实施方式中,成像系统和光源分别为相机和手机的闪光灯。
[0088]在图2中示出了本发明的替代实施方式。其布置与对图1的描述相同。然而,在此实施方式中,棱镜设置有金属或不透明层22形式的反射构件。因此,在本实施方式中,关于研究的眼睛的位置,光既经过棱镜折射又由位于棱镜后方的金属层22反射。光由此通过棱镜折射并沿箭头21的方向从棱镜出射,此外,光也从表面22反射并且也在经反射和折射后沿箭头23的方向从棱镜出射。本领域技术人员可理解箭头21和23之间的发散角可通过棱镜的几何形状控制。理想地,发散角被偏置以使光不被瞳孔拦截从而更好地以光填充视场。
[0089]图3中示出了本发明的又一替代实施方式。其布置与对图1的描述相同。在图3中,可选的涂料、金属、塑料、纸或其他不透明缓冲防护物31避免光由于灰尘、划痕或棱镜表面上的其他瑕疵散射入观察系统。此防护物定位在棱镜后方并且,可选地,如图3所示,沿棱镜头部5的至少一部分以防止光向后散射至观察系统中的方式定位。如图3的下部中所示,防护物可结合图2中描述的反射构件使用。
[0090]图4中示出了棱镜被替换为波导41的又一替代实施方式。波导具有波纹状或其他微结构区域42,该微结构区域42包括将光散射入瞳孔的至少一个开口。虽然未示出,在一个实施方式中,微结构区域42可以是环状并制作成环绕相机。微结构区域42可仅使光散射或通过干涉或其他相干效应改变光束形状。可选地,波导可由手机闪光灯照明,对手机闪光灯进行驱动以发射延长时间量的光或与相机的电子/机械快门脉冲同步。如上所述,可选地,可添加防护物44以阻止散射进入相机。
[0091]图5中示出了光源为发光二极管(LED)51的替代实施方式。可选地,LED可由手机直接供电,例如通过对来自耳机接口的振荡电压整流,这具有将振幅(“音量”)转换成光强的附加优点。另外,本发明的该实施方式中的通道构件由反射性构件或镜52表示。另夕卜,根据以上所述,反射性构件也用作上述防护物的目的,从而阻止光散射进入相机将是明显的。
[0092]在图6中示出将光纤用作通道构件的又一替代实施方式。光来自于光纤或光纤束61,可选地经镜62反射。替代地,光纤可由手机闪光灯照明。当光源示出为灯63时,可选地,光可来自于理想上由手机直接供电的LED或灯63,如通过对来自耳机接口的振荡电压整流来供电,这具有将振幅(“音量”)转换成光强的附加优点。另外,通道构件由镜62和/或反射构件64表不,在一个实施方式中反射构件64可以是镜面型表面或镜。反射构件64还用作上述防护物的目的,从而阻止光散射进入相机将是明显的。
[0093]在图7中示出了本发明的再一替代的实施方式,其中在照明光路径和成像系统前部中插入两个交叉的线性偏振器71和72以阻止诸如从角膜的反射。替代地,如本领域所公知的,71和/或72可包括由圆形偏振器、线性偏振器和延迟器的混合构成的多层。图7中还示出了如参照图3和图4所描述的防护物的可选的使用。
[0094]本发明的检眼镜理想地使用了用于使个体的眼睛(通常为通过瞳孔的视网膜)可视化的独特方法。在使用上述检眼镜时,如上所述将光导入眼睛,然后将相机移动至距眼睛极近处,有效地将瞳孔用作视网膜上的窗口。这是目前用在直接检眼镜中的原则。然而,本发明的照明设备的极小尺寸以及自动聚焦相机前透镜的极小尺寸,使得可以移至距眼睛极近处,由此扩展了视场。事实上,本发明获得了与间接检眼镜相当的视场,同时具有与最好的眼底相机相当的分辨率。本发明使用相机的自动对焦特征以对观察缺陷(屈光不正)进行补偿。
[0095]通常我们拍摄眼角膜的视频,然后使用一种软件,在一个实施方式中,尤其在我们使用手机的摄像头的情况下,我们使用智能手机app对视网膜的视频图像进行处理。这涉及对视频图像实施以下操作。
[0096]视频图像被记录然后划分为一组图像,该图像然后经过校准和缩减(通过将校准的像素组合为一个值的过程)从而生成单幅高分辨图像。
[0097]可替代地,我们拍摄了多幅单独的眼睛图像然后我们对这些图像进行校准并对其进行缩减(通过将校准的像素组合为一个值的过程)从而生成单幅高分辨图像。理想地,对同一视网膜的单独区域重复该过程从而生成至少一幅另外的单幅高分辨图像。然后将这些单幅高分辨图像拼接在一起从而生成所述视网膜的单幅宽视场图像。
[0098]在使用检眼镜时,首先选择开始观察眼底的测试的选项,或者作为另一测试完成的结果自动启动测试。该动作打开手机摄像头并在设备的屏幕上显示此图像馈送。闪光灯设置为手电筒模式,确保闪光灯持续开启,以始终将光送入眼睛,而不只是在拍摄照片或录制视频时。这允许用户在着手图像的记录之前大致将设备定位以获得视网膜的正确视图。根据设备的固有性能,有两种可能情况:我们拍摄快速的照片连拍并保存这些图像或录制视频之后再从视频提取静止图像。
[0099]图像的记录可以通过轻击屏幕启动,对着前置摄像头眨眼或者发出口头命令。也可使用本领域技术人员熟知的其他启动装置。
[0100]在摇摄穿过黄斑之前,随着设备聚焦在眼底上来记录图像。也可对其他视网膜区域进行摇摄。
[0101]然后分析已有的图像:剔除不满足清晰阈值的图像;识别图像中的标记,即可用于校准图像的视网膜的特征;排列这些图像,以环绕半球体内部模仿视网膜的曲面特性。
[0102]值得注意的是,这些图像并不是简单拼接在一起,而是相互叠加并融合的。以此方式,由于多重图像有助于消除图像中的噪点而提高区域的清晰度,生成真实视网膜的更清晰表现。所生成的图像比视频更易于分析且更清晰,比单幅图像具有更宽广的视场。该图像然后可上传至服务器,从而作为患者记录进行存储或由远程专家进行分析。
[0103]更详细地,通常,用户所选择的高质量眼底图像将选择作为最终视图的中心图像。这能够自动完成,从而基于神经网络或类似的方法自动识别眼底,并基于对噪声和模糊运算选择高质量的图像。
[0104]一旦采集了将用于视网膜全景的图像,我们按照Brown和Lowe的工作(1):首先使用基于特征的方法找到所有成对的图像重叠,然后先在重叠的图像中找到相关联的部分以“识别”单个全景图。
[0105]基于特征的匹配步骤首先从所有输入图像中提取尺度不变特征变换(Scale-1nvariant Feature Transform, SIFT)的特征位置以及特征描述(2),然后将这些置于索引结构中。对于索引我们使用了 Shakhnarovich等人的工作(3),他们扩展了先前开发的称作局部敏感哈希(locality-sensitive hashing)的技术(该技术使用独立计算的散列函数)使其对参数空间中的点分布更为敏感,他们称之为参数敏感哈希。
[0106]对于所考虑的每个图像对,首先使用索引结构以快速找到候选项来对第一图像中的每个特征找到最近的匹配近邻,然后比较特征描述以找出最佳匹配。然后使用随机抽样一致算法(RANdom SAmple Consensus,RANSAC) (4)找到一组内点(inlier)匹配,使用多对匹配以假定之后用于计算内点数量的相似性运动模型。
[0107]对于最终的图像视图,我们使用球面(5)投影。这正确地呈现了眼睛后部的形状,并且应比传统获得的最终图像视图具有更少误差。
[0108]然后这些视网膜图像可用于,例如
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