一种可更换镜头的手持式数字诊断系统的制作方法

本发明涉及数字诊断系统领域，具体为一种可更换镜头的手持式数字诊断系统。

背景技术：

传统的台式数字诊断系统包括复杂的照明系统和观察系统，体积巨大，系统结构复杂，有的仪器需要在电脑上安装专门的软件才可以使用，机器本身不具备图像存储功能，甚至有的无法脱离电脑独立工作，如果需要图片，则需要病人到仪器前拍摄照片，对特殊病人非常不方便，如对医院的卧床病人，或者对偏远山区的病人都极其不方便。

现有的数字诊断系统大多是主机与镜头一体成型的，因此，医师欲检查身体不同部位，例如眼底、眼前节、耳内、鼻腔、喉咙、皮肤等，需使用相对应的数字诊断系统，因而导致整体成本无法降低。另一种现有的数字诊断系统则是机身与镜头分离设计，以使机身可搭配不同的镜头以供医师检视不同的身体部位。然而，现有的数字诊断系统或是在机身端以及镜头端分别设计有曲面且彼此耦合的较为复杂光学系统，或者是在镜头端设计精密度较高的焦距调整机构，例如电机或凸轮环，而提高制造的困难度。而且上述这些数字诊断系统一般都还有一个共同的特点，机身不包含光源等部件，一款镜头必须包含一套光源系统，光源系统不能为其它镜头所用，这样的话，必须将光源与对应的光源驱动电路板设置在镜头内，这样会降低镜头及系统的可靠性。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可更换镜头的手持式数字诊断系统，本发明中光源系统设置在机身内，并为多个镜头所共用，光源通过导光纤维入射到被检测部位以提供照明，并通过成像透镜组或光纤将患者检查部位成像到感光元件上，该镜头可与机身通过专门设计的卡口紧密连接在一起，该光学镜头可以有多种类型，每种镜头可以检查身体的一种部位，如眼底、眼前节、耳内、鼻腔、喉咙、皮肤等或其它，同时感光元件可以以手动或自动的方式沿成像透镜组的光轴方向移动进行调焦，使用光纤导入光源并照射到患者被检查部位，不仅可以使机身内的光源可以共用，还可以利用光纤纤细柔韧的特点，将镜头的体积控制得更小。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可更换镜头的手持式数字诊断系统，包括机身与至少一种光学镜头，所述机身包含光源模块，该光源模块为通用模块，包含近红外光源与可见光源，可通过光学镜头内的光纤导入并照射到患者被检查部位以提供照明，所述光学镜头包含导光纤维与成像透镜组，导光纤维可用于将机身内的近红外光源与可见光源导入到镜头内并入射到患者检查部位，并通过成像透镜组或光纤将患者检查部位成像到感光元件上，该镜头可与机身通过专门设计的卡口紧密连接在一起，该光学镜头可以有多种类型，每种镜头可以检查身体的一种部位，如眼底、眼前节、耳内、鼻腔、喉咙、皮肤等，所述光学镜头包括眼底镜、眼前节镜、耳镜、鼻镜、喉镜与皮肤镜等；

所述眼底镜包括眼底镜第一透镜组、眼底镜第二透镜组、眼底镜第三透镜组、偏振片组、导光纤维，所述偏振片组包括出射偏振片与入射偏振片，多个近红外发光单元可见光发光单元分别与多个近红外单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维束一一对应的紧贴在一起，点亮多个近红外发光单元，通过多个近红外发光单元导光纤维束将照明光源导入到眼底镜内，靠近眼底镜第二透镜组的一侧，以偏离光轴的方式并通过出射偏振片后成为线偏振光，入射到眼底镜第一透镜组，会聚到眼底的近红外照明光源会成为漫反射光源，成为部分消偏振光，并依次经过眼底镜第一透镜组、角膜、房水、瞳孔、晶状体、玻璃体后，照射到眼睛的眼底；

光源模块经导光纤维导入并入射到耳内被检测部位，耳内被检测部位经耳镜的耳镜成像光路，所述耳镜成像光路包括耳镜第一透镜组、耳镜第二透镜组与耳镜第三透镜组，后在感光元件上成像；

光源模块经导光纤维导入并入射到鼻腔被检测部位，鼻腔被检测部位经鼻镜的鼻镜成像光路，所述鼻镜成像光路包括鼻镜第一透镜组、鼻镜第二透镜组与鼻镜第三透镜组，后在感光元件上成像；

光源模块经导光纤维导入并入射到喉内被检测部位，喉内被检测部位经喉镜的喉镜成像光路，所述喉镜成像光路包括喉镜成像光纤，后在感光元件上成像；

光源模块经导光纤维导入并入射到皮肤被检测部位，皮肤被检测部位经皮肤镜的皮肤镜成像光路，所述皮肤镜成像光路包括皮肤镜第一透镜组与皮肤镜第二透镜组，后在感光元件上成像；

光源模块经导光纤维导入并入射到眼前节被检测部位，眼前节被检测部位经眼前节镜的眼前节镜成像光路，所述眼前节镜成像光路包括眼前节镜第一透镜组与眼前节镜第二透镜组，后在感光元件上成像；

所述耳镜成像光路、鼻镜成像光路、喉镜成像光路、皮肤镜成像光路与眼前节镜成像光路所包含的成像透镜组可以有一组或多组。

优选的，所述近红外发光单元可以是1只或多只led(发光二极管)或ld(激光二极管)，或其它发光器件。

优选的，所述可见光发光单元可以是1只或多只led(发光二极管)或ld(激光二极管)，或其它发光器件。

优选的，所述近红外发光单元导光纤维或可见光发光单元导光纤维可以是1支或多支光纤组成的光纤束，该光纤可以是塑料光纤或石英光纤或其它任何可以导光的介质。

优选的，所述近红外发光单元、可见光发光单元分别紧贴近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维，或通过会聚透镜将光束分别聚焦入射到近红外发光单元导光纤维、可见光发光单元导光纤维内。

光源模块经导光纤维导入并入射到眼前节被检测部位，眼前节被检测部位经眼前节镜的眼前节镜成像光路，所述眼前节镜成像光路包括眼前节镜第一透镜组与眼前节镜第二透镜组，后在感光元件12上成像。

优选的，所述近红外发光单元可以入射到1支近红外发光单元导光纤维或由多支近红外发光单元导光纤维组成的近红外发光单元导光纤维束。

优选的，所述可见光发光单元可以入射到1支可见光发光单元导光纤维或由多支可见光发光单元导光纤维组成的可见光发光单元导光纤维束。

优选的，所述感光元件可以以手动或自动的方式沿成像透镜组的光轴方向移动进行调焦。

优选的，该手持式数字诊断系统还包括：调焦驱动模组，用来手动或自动驱动感光元件与固视灯组件进行调焦，图像处理与存储模组，用来处理并储存感光元件采集到的眼底图像或视频，显示模组，用来显示感光元件所采集到的眼底图像或视频，通信与电源接口，用来连接眼底相机的各组件，包括数据传输与电源输入与输出。

(三)有益效果

本发明提供了一种可更换镜头的手持式数字诊断系统，具备以下有益效果：

本发明中光源系统设置在机身内，并为多个镜头所共用，光源通过导光纤维入射到被检测部位以提供照明，并通过成像透镜组或光纤将患者检查部位成像到感光元件上，使用光纤导入光源并照射到患者被检查部位，不仅可以使机身内的光源可以共用，还可以利用光纤纤细柔韧的特点，将镜头的体积控制得更小。

附图说明

图1为本发明实施案例中的机身内发光单元与感光元件排列方式之一的示意图；

图2为本发明实施案例中的光纤排列方式之一的示意图；

图3为本发明实施案例中的发光单元与光纤组合在一起的排列方式之一的示意图；

图4为本发明实施案例中的机身内发光单元与感光元件非对称的排列方式之一的示意图；

图5为本发明实施案例中的光纤非对称的排列方式之一的示意图；

图6为本发明实施案例中的发光单元与光纤组合在一起的非对称的排列方式之一的示意图；

图7为本发明实施案例中的另一种机身内发光单元与感光元件排列方式之一的示意图；

图8为本发明实施案例中的另一种光纤束排列方式之一的示意图(朝向光源的一端，多支光纤捆绑在一起，另一端绕光轴排列)；

图9为本发明实施案例中的另一种发光单元与光纤束组合在一起的排列方式之一的示意图(一只发光单元紧贴一支光纤束，朝向光源的一端，多支光纤捆绑在一起，另一端绕光轴排列)；

图10为本发明实施案例中的眼底镜与机身组合在一起的平面示意图；

图11为本发明实施案例中的眼底镜与机身组合在一起的3d图；

图12为本发明实施案例中的耳镜模块与机身组合在一起的平面示意图；

图13为本发明实施案例中的耳镜模块与机身组合在一起的3d图；

图14为本发明实施案例中的鼻镜模块与机身组合在一起的平面示意图；

图15为本发明实施案例中的鼻镜模块与机身组合在一起的3d图；

图16为本发明实施案例中的喉镜模块与机身组合在一起的平面示意图；

图17为本发明实施案例中的喉镜模块与机身组合在一起的3d图；

图18为本发明实施案例中的喉镜模块的靠近患者检测端的光纤分布图；

图19为本发明实施案例中的皮肤镜模块与机身组合在一起的平面示意图；

图20为本发明实施案例中的皮肤镜模块与机身组合在一起的3d图；

图21为本发明实施案例中的眼前节镜模块与机身组合在一起的平面示意图；

图22为本发明实施案例中的眼前节镜模块与机身组合在一起的3d图；

图23分别为镜头端卡口(公)、机身端卡口(母)以及镜头端卡口与机身端卡口连接方式的一种。

图中：1、机身；2、光学镜头；3、患者被检查部位；11、光源模块；11a、近红外发光单元；11b、可见光发光单元；12、感光元件；f、导光纤维；fa、近红外发光单元导光纤维；fb、可见光发光单元导光纤维；fa、近红外发光单元导光纤维束；fb、可见光发光单元导光纤维束；21、眼底镜；211、眼底镜第一透镜组；212、眼底镜第二透镜组；213、眼底镜第三透镜组；214、偏振片组；2141、出射偏振片；2142、入射偏振片；31、眼睛；311、角膜；312、房水；313、瞳孔；314、晶状体；315、玻璃体；316、眼底；l1、照明光源；l2、漫反射光源；oa、光轴；22、耳镜；22i、耳镜成像光路；221、耳镜第一透镜组；222、耳镜第二透镜组；223、耳镜第三透镜组；32、耳内被检测部位；23、鼻镜；23i、鼻镜成像光路；231、鼻镜第一透镜组；232、鼻镜第二透镜组；233、鼻镜第三透镜组；33、鼻腔被检测部位；24、喉镜；24i、喉镜成像光路；241、喉镜成像光纤；34、喉内被检测部位；25、皮肤镜；25i、皮肤镜成像光路；251、皮肤镜第一透镜组；252、皮肤镜第二透镜组；35、皮肤被检测部位；26、眼前节镜；26i、眼前节镜成像光路；261、眼前节镜第一透镜组；262、眼前节镜第二透镜组；36、眼前节被检测部位。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参照图1～9，本发明的实施方案的机身1内的光源模块11与感光元件12的排列方式，以及与光纤的连接方式。

本发明的实施方案的机身1包括近红外发光单元11a、可见光发光单元11b、感光元件12。

图1为机身1内的多只近红外发光单元11a与多只可见光发光单元11b绕感光元件12的中心环形排列的示意图。

图2为多支只近红外发光单元导光纤维束fa与多支可见光发光单元11b环形排列的示意图，红外发光单元导光纤维fa与多支可见光发光单元11b均安装在光学镜头2(如眼底镜21、耳镜22、鼻镜23、喉镜24、皮肤镜25、眼前节镜26等)内，并与光学镜头形成一个整体，并分别将近红外发光单元11a与可见光发光单元11b的光束导入到患者被检查部位3上。

图3为多只近红外发光单元11a、多只可见光发光单元11b与多支只近红外发光单元导光纤维束fa、多支可见光发光单元导光纤维束fb绕感光元件12环形排列的示意图，其中近红外发光单元11a与近红外发光单元导光纤维束fa、可见光发光单元11b与可见光发光单元导光纤维束fb一一对应，紧贴在一起。

图4为机身1内的多只近红外发光单元11a与多只可见光发光单元11b在感光元件12的一侧非对称排列的示意图。

图5为多支只近红外发光单元导光纤维束fa与多支可见光发光单元11b非对称排列的示意图，红外发光单元导光纤维fa与多支可见光发光单元11b均安装在光学镜头2(如眼底镜21、耳镜22、鼻镜23、喉镜24、皮肤镜25、眼前节镜26等)内，并与光学镜头形成一个整体，并分别将近红外发光单元11a与可见光发光单元11b的光束导入到患者被检查部位3上。

图6为多只近红外发光单元11a、多只可见光发光单元11b与多支只近红外发光单元导光纤维束fa、多支可见光发光单元导光纤维束fb在感光元件12一侧非对称排列的示意图，其中近红外发光单元11a与近红外发光单元导光纤维束fa、可见光发光单元11b与可见光发光单元导光纤维束fb一一对应，紧贴在一起。

图7为机身1内的1只或多只近红外发光单元11a与1只或多只可见光发光单元11b绕感光元件12的中心环形排列的示意图。

图8为1支或多支只近红外发光单元导光纤维束fa与1支或多支可见光发光单元11b环形排列的示意图，近红外发光单元导光纤维束fa与多支可见光发光单元11b均安装在光学镜头2(如眼底镜21、耳镜22、鼻镜23、喉镜24、皮肤镜25、眼前节镜26等)内，近红外发光单元导光纤维束fa至少由1支近红外发光单元导光纤维fa组成，同样，可见光发光单元导光纤维束fb至少由1支可见光发光单元导光纤维fb组成并与光学镜头形成一个整体，并分别将近红外发光单元11a与可见光发光单元11b的光束导入到患者被检查部位3上。

图9为1只或多只近红外发光单元11a、1只或多只可见光发光单元11b与1支或多支近红外发光单元导光纤维束fa、1支或多支可见光发光单元导光纤维束fb绕感光元件12环形排列的示意图，其中近红外发光单元11a与近红外发光单元导光纤维束fa、可见光发光单元11b与可见光发光单元导光纤维束fb一一对应，紧贴在一起。

图13为1支近红外发光单元导光纤维束fa与1只可见光发光单元导光纤维束fb的排列示意图，近红外发光单元导光纤维束fa与可见光发光单元导光纤维束fb分别至少由1支近红外发光单元导光纤维束fa与1支可见光发光单元导光纤维束fb组成，其中，近红外发光单元11a与近红外发光单元导光纤维束fa之间，可见光发光单元11b与可见光发光单元导光纤维束fb之间，可以经由会聚透镜聚焦导入；近红外发光单元11a与近红外发光单元导光纤维束fa之间，可见光发光单元11b与可见光发光单元导光纤维束fb之间，可以经由会聚透镜聚焦导入。

实施例1：

请参照图10，本发明的一实施方案的眼底相机，包括机身1与眼底镜21，其中机身1包括近红外发光单元11a、可见光发光单元11b、感光元件12；眼底镜21包含眼底镜第一透镜组211、眼底镜第二透镜组212、眼底镜第三透镜组213、偏振片组214(出射偏振片2141、入射偏振片2142)、导光纤维f(近红外发光单元导光纤维束fa、可见光发光单元导光纤维束fb)。

偏振片组214由出射偏振片2141与入射偏振片2142或多于两片偏振片拼接而成，偏振方向互相垂直，如图3所示的两种情况，但形状不限于图中所示的情况，偏振方向垂直的任何形状的两片或多于两片的偏振片拼接而成的都在本发发明范围之内。

感光元件12可以是ccd或cmos。

近红外发光单元11a与可见光发光单元11b可以是led(发光二极管)或ld(激光二极管)。

机身1与眼底镜21通过特殊设计的卡口紧密连接，多个近红外发光单元11a、可见光发光单元11b分别与多个近红外单元导光纤维fa、可见光发光单元导光纤维束fb一一对应的紧贴在一起，如图2与图6所示，首先点亮多个近红外发光单元11a，通过多个近红外发光单元导光纤维束fa将照明光源l1导入到眼底镜21内，靠近眼底镜第二透镜组212的一侧，以偏离光轴oa的方式并通过出射偏振片2141后成为线偏振光，入射到眼底镜第一透镜组211，然后依次经过眼底镜第一透镜组211、角膜311、房水312、瞳孔313、晶状体314、玻璃体315后，照射到眼睛31的眼底316。

会聚到眼底316的近红外照明光源l1会成为漫反射光源l2，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体315、晶状体314、瞳孔313、房水312、角膜311、眼底镜第一透镜组211，入射到入射偏振片2142上，只有完全消偏振的光或部分消偏振的光才能通过入射偏振片2142，然后依次通过眼底镜第二透镜组212、眼底镜第三透镜组213，最终到达感光元件12，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片2142之外，从而较大的提高感光元件12的信噪比。

当感光元件12获取到来自眼底316的图像后，可能会不清晰，可手动或自动对感光元件12进行调焦，直到得到一个比较清晰的图像时，立即启动可见光发光单元11b，与可见光发光单元11b紧贴的可见led导光纤维fb将照明光源l1导入到眼底镜21内，靠近眼底镜第二透镜组212的一侧，以偏离光轴oa的方式并依次通过眼底镜第一透镜组211、角膜311、房水312、瞳孔313、晶状体314、玻璃体315后，最后照射到眼睛31的眼底316。

会聚到眼底316的可见照明光源l1会成为漫反射光源l2，成为部分消偏振光，然后依次经过玻璃体315、晶状体314、瞳孔313、房水312、角膜311、眼底镜第一透镜组211，入射到入射偏振片2142上，只有完全消偏的光才能通过入射偏振片2142，然后依次通过眼底镜第二透镜组212、眼底镜第三透镜组213，最终到达感光元件12形成所需要的图像信息，这样可以将绝大部分杂散光截止在入射偏振片2142之外，从而较大的提高感光元件12的信噪比。

在该实施案例中，机身1内的光源模块11、感光元件12的排列方式与光纤排列方式可以是图3，或图6，或图9，或其它变形方案。

实施例2：

请参照图12-13，本发明一实施案例中的耳镜22的光路示意图，光源模块11经导光纤维fa导入并入射到耳内被检测部位32，耳内被检测部位32经耳镜22的耳镜成像光路22i(如耳镜第一透镜组221、耳镜第二透镜组222、耳镜第三透镜组223)后在感光元件12上成像。

实施例3：

请参照图14-15，本发明一实施案例中的鼻镜23的光路示意图，光源模块11经导光纤维fa导入并入射到鼻腔被检测部位33，鼻腔被检测部位33经鼻镜23的鼻镜成像光路23i(如鼻镜第一透镜组231、鼻镜第二透镜组232、鼻镜第三透镜组233)后在感光元件12上成像。

实施例4：

请参照图16-18，其中图16-17为本发明一实施案例中的喉镜24的光路示意图，光源模块11经导光纤维fa导入并入射到喉内被检测部位34，喉内被检测部位34经喉镜24的喉镜成像光路24i(喉镜成像光纤241)后在感光元件12上成像，其中图18为本发明一实施案例中的喉镜24的患者检测端的光纤分布图。

实施例5：

请参照图19-20，本发明一实施案例中的皮肤镜25的光路示意图，光源模块11经导光纤维fa导入并入射到皮肤被检测部位35，皮肤被检测部位35经皮肤镜25的皮肤镜成像光路25i(如皮肤镜第一透镜组251、皮肤镜第二透镜组252)后在感光元件12上成像。

实施例6：

请参照图21-22，本发明一实施案例中的眼前节镜26的光路示意图，光源模块11经导光纤维fa导入并入射到眼前节被检测部位36，眼前节被检测部位36经眼前节镜26的眼前节镜成像光路26i(如眼前节镜第一透镜组261、眼前节镜第二透镜组262)后在感光元件12上成像。

其中图12-22中的光源模块11与导光纤维f(近红外发光单元导光纤维束fa、可见光发光单元导光纤维束fb)的排列方式均适用于图1～9的情况。

以上所述的实施案例中，耳镜成像光路22i、鼻镜成像光路23i、喉镜成像光路24i、皮肤镜成像光路25i、眼前节镜成像光路26i所包含的成像透镜组可以有一组或多组。以上所述实施案例仅列出了常见的几种镜头，在基于本专利的框架范围内，其它任何新用途的镜头均在本专利的保护范围内，并且针对人体其他没有列举部位的镜头的诊断也在本发明的保护范围之内。

请参照图23所示，为镜头端卡口(公)m1与机身端卡口(母)m2连接的示意图，通过旋转的方式将上述所述的任意一支镜头与机身连接在一起。

另外，本专利不限于图23所示意的镜头与机身连接的方式，任意通过其它方式设计的将上述镜头与机身连接的方式也在本专利的保护范围之内。

本发明的外型既可以设计为可更换镜头的手持式数字诊断系统，也可以设计为可更换镜头的桌面型数字诊断系统。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。