[發明專利]一種變曲率式液體透鏡便攜眼底照相機

無效

• 申請號: 201310728493.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103750815A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 程德文;馬晨;王涌天;劉越
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61B3/14
• 分類號: A61B3/14;A61B3/12
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李之壯;仇蕾安

技術領域

本發明屬于光學成像技術領域，具體涉及一種變曲率式液體透鏡便攜眼底照相機，該照相機用于可見光和近紅外范圍內的對人眼視網膜拍照。

背景技術

眼底照相機是普遍用于臨床篩查眼底疾病的醫療檢測儀器，例如通過篩選視網膜照片檢測糖尿病、早產兒視網膜病變、青光眼、老年化黃斑變性等。越早檢測出這些疾病越有利于臨床治療這些疾病。

目前廣泛應用的眼底照相機都采用移動透鏡組或像面的機械移動方式進行視度調節，這種調焦方式結構比較復雜，而且需要測試者實時觀察圖像并進行清晰度的調節，操作起來相對繁瑣。

液體透鏡是近年來提出的一種新型光學元件，它不需要引入任何機械運動部件就可實現電控或者手動變焦，這種全新的變焦方式可以大幅簡化光機結構。液體透鏡具有變焦響應速度快、功耗低、無噪聲等優點，因此非常適用于眼底相機光學系統，使眼底相機可以對不同視度的患者都能拍出清晰的眼底圖像。將其應用于眼底相機將會有很大的優勢和應用前景。

目前液體透鏡可以分為兩大類，一類是漸變折射率透鏡，另一類是曲率變化透鏡。漸變折射率透鏡的主要材料是具有雙折射效應的液晶，其對不同的偏振光具有不同的折射率，通過控制液晶分子的方向可以控制材料的折射率。這類透鏡的代表是LensVector公司的自聚焦透鏡（LVAF）。曲率變化透鏡是根據不同的物理機制控制自身曲率的改變來改變焦距的，這類透鏡的典型代表是基于電潤濕效應的Varioptic公司的ARCTIC系列液體透鏡和基于液體填充式彈性薄膜的Optotune公司的產品。

目前新興的數碼相機很多都含有Wi-Fi網絡連接功能，可以直接將相機采集的圖片不通過數據線而傳輸到智能遙控終端上，例如SONY的NEX-5T和SAMSUNG的NX-1000。利用這種微型相機的機身充當圖像采集單元接入眼底相機，不但可以利用其較大尺寸的圖像傳感器、顯示屏和存儲器，而且還可以聯接智能遙控終端，例如智能手機、平板電腦等，進行遙控操作。醫護人員不需要坐在患者前或手持眼底相機，就可以觀察和拍攝眼底圖片。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，設計一種變曲率式液體透鏡便攜眼底照相機，該相機采用曲率變化透鏡改變焦距。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種變曲率式液體透鏡便攜眼底照相機，包括接目物鏡組、第一PBS分光鏡、前組成像物鏡、液體透鏡、后組成像物鏡、數碼相機機身、均光鏡組、光纖耦合器、第二PBS分光鏡、拍照控制單元、圖像傳感器、分光鏡和目標定位器；

所述圖像傳感器安裝在所述數碼相機機身上；

所述光纖耦合器的兩端分別為圓形端面和環形端面；

在所述目標定位器上設有十字叉絲；

其安裝關系在于：所述接目物鏡組、前組成像物鏡、液體透鏡、后組成像物鏡和圖像傳感器位于同一水平方向，所述均光鏡組、光纖耦合器位于同一垂直方向，所述第一PBS分光鏡位于所述接目物鏡組和前組成像物鏡之間并與水平方向呈135°角，所述第二PBS分光鏡位于光纖耦合器的上方并與水平方向呈135°角，所述分光鏡位于后組成像物鏡和圖像傳感器之間并與水平方向呈45°角；所述拍照控制單元與所述圖像傳感器通過電路相連；

成像光路為：眼底經照射后，光線由瞳孔發出，經接目物鏡組成一個中間像，透過第一PBS分光鏡，經前組成像物鏡后匯聚光線，由液體透鏡調節焦距、經后組成像物鏡至圖像傳感器成像；其中眼底與中間像、中間像與圖像傳感器接收面互為共軛關系；

照明光路為：白光光源或者紅外光源發出的光經第二PBS分光鏡起偏產生偏振光，由光纖耦合器的圓形端面照入，從光纖耦合器的環形端面發出光線，經均光鏡組到第一PBS分光鏡，由第一PBS分光鏡反射面將照明光路耦合入成像光路，經接目物鏡組匯聚光線，最終將圓形端面成像在瞳孔上，照亮眼底；其中圓形端面與角膜互為共軛關系。

在所述數碼相機機身上設有閃光燈、快門，所述圖像傳感器安裝在所述數碼相機機身上；所述數碼相機具有Wi-Fi功能。可以直接利用其大尺寸的圖像傳感器、連續拍照模式、閃光燈的閃爍信號和Wi-Fi傳輸功能。

所述接目物鏡組、前組成像物鏡、后組成像物鏡和均光鏡組采用參數相同的透鏡。從而使得本系統結構簡單，鏡片種類大為減少，從而降低了加工成本。

本發明的優點和有益效果在于：