一种眼底相机光学系统的制作方法

本发明涉及眼底相机，尤其涉及一种免散瞳拍摄人眼眼底图像、结构简单的眼底相机光学系统。

背景技术：

眼底相机是一种可摄取视网膜图像的仪器。作为诊疗的关键一步，眼底检查在眼科中占有极其重要的地位，其意义又不仅局限于对眼科疾病的诊断。由于眼底富有各种动静脉血管，眼底检查已经成为监测多种全身性疾病的重要依据。在传统诊断方式中，医生们通过肉眼和主观判断，很难对眼底病变作出准确客观的分析。因此，在临床中引入先进光学仪器和计算机辅助系统，逐渐成为新的行业发展趋势。与发达国家相比，眼底照相技术在中国仍处于起步阶段，而作为近视、糖尿病、高血压等健康疾病的多发国家，中国医疗体系对高水准眼科产品的需求将持续旺盛。

申请号为“201610545834.x”的专利《眼底相机及其光学系统》，发明了一种便携式眼底相机，但其系统内包含了独立的图像传感器及显示屏，结构复杂度增大，因此其降低成本的空间有限。

申请号为“201810052799.7”的专利《一种基于手机双摄像头的便携式免散瞳眼底相机》，发明了一种光学系统，该光学系统与手机结合后可拥有眼底相机的功能。但其所要求的特定双摄像头手机，适配性不佳；且照明模组复杂。

申请号为“201810209132.3”的专利《一种与智能移动终端结合使用的免散瞳眼底相机》，发明了一种与智能移动终端结合使用的免散瞳眼底相机，但其需要加入光转换器，使成本增加。且照明结构复杂。

上述可以智能移动终端结合使用的眼底相机，均不具备在满足医学检测要求的前提下尽可能的地降低成本，使眼底检测仪器进入家庭。

技术实现要素：

鉴于目前眼底相机的不足，本发明提供一种免散瞳拍摄人眼眼底图像、结构简单的眼底相机光学系统，该眼底相机能够进行免散瞳拍摄人眼眼底图像，解决眼底相机结构复杂的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种眼底相机光学系统，包括成像系统、照明系统和拍摄装置；

成像系统包括位于同一光轴的网膜物镜、中继镜组和后置镜组；

网膜物镜用于使从人眼反射回来的光成第一次像；

中继镜组用于对第一次像作转像作用，并形成第二次像；

后置镜组用于对第二次像进行准直，并形成第三次像；

照明系统包括光源和驱动器，光源能够发出可见光，驱动器能够调节光源发出光的亮度；

拍摄装置用于对第三次像进行拍摄。

在一些实施方式中：网膜物镜由单片透镜组成，该单片透镜为球面透镜或非球面透镜。

在一些实施方式中：后置镜组为准直透镜。

在一些实施方式中：光源与瞳孔关于网膜物镜共轭。

在一些实施方式中：拍摄装置与瞳孔关于成像系统共轭。

在一些实施方式中：光源偏离光轴设置。

在一些实施方式中：光源与网膜物镜之间设有第一偏振片，成像系统的光阑面处设有第二偏振片，第一偏振片和第二偏振片的长轴方向正交。

在一些实施方式中：拍摄装置为智能移动终端。

在一些实施方式中：驱动器包括单片机、蓝牙拍照控制模块、led补光灯恒流驱动电路，单片机与蓝牙拍照控制模块电连接，单片机通过led补光灯恒流驱动电路与光源电连接，蓝牙拍照控制模块与拍摄装置信号连接。

本发明的技术效果为：

第一、可实现低成本化，利用了智能移动终端的摄像头、对焦程序、电源，甚至可利用其无线传输模块进行图像传输。

第二、无专用照明系统透镜，简化整个眼底相机系统的结构，提高光能利用率。

第二、由于简化了结构，整个眼底相机系统的尺寸和重量都可以大大减小，方便携带。

附图说明

图1是本发明一种眼底相机光学系统的结构示意图；

图2是本发明一种眼底相机光学系统的驱动器信号输入输出图；

图3是本发明一种眼底相机光学系统的驱动器电路图；

图4是本发明一种眼底相机光学系统的led补光灯恒流驱动电路图。

具体实施方式

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种眼底相机光学系统，包括成像系统90、照明系统和拍摄装置60；

成像系统90包括位于同一光轴80的网膜物镜20、中继镜组40和后置镜组50；

网膜物镜20用于使从人眼反射回来的光成第一次像30；

中继镜组40用于对第一次像30作转像作用，并形成第二次像32；

后置镜组50用于对第二次像32进行准直，并形成第三次像；

照明系统包括光源73和驱动器，光源73偏离光轴80设置，光源73可以是led灯，消除人眼角膜反向光，光源73能够发出可见光，可以为白光或者窄波长的光，驱动器能够调节光源73发出光的亮度；光源73位于与人眼瞳孔13关于网膜物镜的共轭处。

拍摄装置60用于对第三次像进行拍摄。拍摄装置60与瞳孔13关于成像系统90共轭。拍摄装置60为智能移动终端，在本实施例中为智能手机，具有后置摄像头61和显示屏62。

其中，网膜物镜20由单片透镜组成，可以是球面透镜，非球面透镜则更佳；网膜物镜的作用是使从人眼反射回来的光成第一次像，再则充当照明系统的折光元件。

后置镜组50为准直透镜，其作用在于对第二次像进行准直，使进入智能移动终端的后置摄像头的光呈近似平行光，且使人眼瞳孔成像于智能移动终端的后置摄像头的入瞳处或者其附近。

更优化的方式为，在光源73与网膜物镜20之间设有第一偏振片72，成像系统90光阑面31或者光阑面31附近加入第二偏振片71；第一偏振片72的遮挡范围为包括光源73直接发出的光，但不阻挡进入成像系统孔径光阑的光；第二偏振片71的遮挡范围为成像系统孔径光阑；第一偏振片72与第二偏振片71的长轴方向正交。消除网膜物镜反射回来形成的杂散光。

如图2所示，驱动器包括单片机、蓝牙拍照控制模块、led补光灯恒流驱动电路，单片机与蓝牙拍照控制模块电连接，单片机通过led补光灯恒流驱动电路与光源电连接，蓝牙拍照控制模块与拍摄装置60信号连接，蓝牙拍照控制模块具有拍照按键。

如图3所示，采用cortex-m3核32位单片做为主控芯片，通过io口与蓝牙拍照控制模块连接，实时检测拍照按键并及时开启pwm信号驱动led补光功能。

如图4所示，该电路为led补光灯恒流驱动电路，恒流输出芯片tps62130最高可输出300ma驱动电流，pwm控制信号通过def引脚可调节输出电流大小，可控制led灯亮度。

光源73发出光，依次经过偏振片72、网膜物镜20、人眼10的瞳孔13、眼球12后，达到人眼视网膜11；光在人眼视网膜11发生漫反射，反射后的光依次经过眼球12、瞳孔13、网膜物镜20后，成第一次像30；光再进入位于成像系统光阑面31上的偏振片71后，进入中继镜组40，成第二次像32；光再经后置镜组50后进入智能移动终端的后置摄像头61内，最终把眼底图像显示于显示屏62上。

开启智能移动终端的拍摄软件，驱动器通过led补光灯恒流驱动电路控制光源以较低的亮度保持常亮，其亮度以被检测者可长时间观测且智能移动终端显示屏上所显示的眼底图片可以基本看清为宜，令被检测者注意观察眼底相机内部光源发出的光，通过调节人眼到网膜物镜的距离与人眼角度，以看到整体光斑图像为宜，此时检测者轻触显示屏以让后置摄像头进行对焦，对焦完毕后，通过按下蓝牙拍照控制模块的拍摄按键，摄像头开始进行暴光，同时驱动器快速地提升光源的亮度，最后得到清晰的眼底图片，最后保存眼底图像，驱动器把光源亮度降回较低亮度状态。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。