基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，尤其涉及一種基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]手持式眼底照相機(jī)屬于醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，用于獲取人眼視網(wǎng)膜圖像，起到眼底病檢查以及輔助其他器官病情判斷的功能。目前手持式眼底照相機(jī)的調(diào)焦主要有兩種方法，一種是調(diào)節(jié)光學(xué)組件或者是傳感器相對位置的手動(dòng)調(diào)焦方式，另一種是自動(dòng)調(diào)焦方式。而當(dāng)前的手動(dòng)調(diào)焦和自動(dòng)調(diào)焦方式都需要復(fù)雜的機(jī)械和電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，限制了手持式眼底照相機(jī)體積、重量和電池續(xù)航時(shí)間等指標(biāo)的提升。
[0003]隨著能動(dòng)光學(xué)器件的發(fā)展，能動(dòng)光學(xué)技術(shù)逐步應(yīng)用到眼科光學(xué)成像中，如激光共聚焦技術(shù)。在眼底照相機(jī)領(lǐng)域，有的眼底照相機(jī)采用變形鏡消除眼睛和成像光學(xué)系統(tǒng)像差實(shí)現(xiàn)細(xì)胞級(jí)成像，這種眼底照相機(jī)使用激光或者閃光燈作為照明光源，而由于其采用了MEMS或者壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的變形鏡，系統(tǒng)需要高壓放大器驅(qū)動(dòng)變形鏡，另外這類眼底顯微鏡光路非常復(fù)雜，不能滿足手持式設(shè)備對便攜性、靈活性的要求。
[0004]液體透鏡是近年來發(fā)展起來廉價(jià)的能動(dòng)光學(xué)器件，它采用液體作為光通道，利用電磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)改變液體透鏡的光焦度，達(dá)到調(diào)焦的目的。由于液體透鏡無需額外機(jī)械調(diào)焦機(jī)構(gòu)，降低了光學(xué)系統(tǒng)的體積，已經(jīng)在內(nèi)窺鏡中取得了應(yīng)用。其中，申請?zhí)枮?01310728493.6的中國發(fā)明專利公開了一種基于變曲率式液體透鏡的便攜式眼底照相機(jī)，主要目的是采用液體變曲率透鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械調(diào)焦結(jié)構(gòu)，起到簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的目的。該發(fā)明采用分光鏡合束的方式實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)光和白光的眼底照明，在成像光路中又引入了一個(gè)分光鏡、十字叉絲和目標(biāo)定位器實(shí)現(xiàn)視軸和光軸的重合，其對焦方式是手動(dòng)調(diào)節(jié)液體凸透鏡的控制參數(shù)，沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對焦。但是，由于該發(fā)明的技術(shù)路線引入了兩個(gè)分光鏡、十字叉絲和目標(biāo)定位器等光學(xué)元件，使得光路較為復(fù)雜，增加了相機(jī)的裝調(diào)難度，而且眼底反射回光非常弱，故分光鏡的引入進(jìn)一步增加了對傳感器和曝光量的要求，使系統(tǒng)成本難以降低，人眼所承擔(dān)的光輻射量也較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小，且能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)對焦的基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)，包括殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)有照明光源、圖像傳感器、第一透鏡組件、第二透鏡組件、液體透鏡、驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理單元、控制組件以及電源組件；
[0008]所述照明光源，用于對眼底進(jìn)行照明；
[0009]所述圖像傳感器，用于將獲取的圖像的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0010]所述第一透鏡組件，位于所述殼體的左前端，用于將所述照明光源發(fā)出的光束聚焦到眼底，形成對眼底的均勻照明，還用于聚攏眼底反射回來的光束；
[0011]所述第二透鏡組件，位于所述第一透鏡組件與圖像傳感器之間，用于與第一透鏡組件一起將眼底反射回來的光束聚焦到圖像傳感器上；
[0012]所述信號(hào)處理單元，用于控制照明光源的工作狀態(tài)，還用于接收處理圖像傳感器采集到的數(shù)字信號(hào)，以獲取圖像的清晰度評(píng)價(jià)指標(biāo)，并根據(jù)圖像的清晰度評(píng)價(jià)指標(biāo)發(fā)出一控制信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)電路的工作狀態(tài)；
[0013]所述驅(qū)動(dòng)電路，用于接收所述信號(hào)處理單元發(fā)出的控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)液體透鏡的工作狀態(tài)；
[0014]所述控制組件，用于與信號(hào)處理單元相連，以實(shí)現(xiàn)拍照控制；
[0015]所述電源組件，用于為照明光源、圖像傳感器、驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理單元以及控制組件供電；
[0016]其中所述液體透鏡位于第一透鏡組件和第二透鏡組件之間，或者第二透鏡組件和圖像傳感器之間。
[0017]優(yōu)選的，所述照明光源包括至少一個(gè)引導(dǎo)光源以及至少一個(gè)曝光光源，所述引導(dǎo)光源與曝光光源均與信號(hào)處理單元相連。
[0018]優(yōu)選的，所述第一透鏡組件為一個(gè)非球面透鏡。
[0019]優(yōu)選的，所述第二透鏡組件由兩個(gè)分離的雙膠合透鏡構(gòu)成。
[0020]優(yōu)選的，所述控制組件為與信號(hào)處理單元相連的機(jī)械按鍵或觸控屏中的任一種。
[0021]優(yōu)選的，所述手持式眼底照相機(jī)還包括顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)傳輸接口 ；所述顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)傳輸接口均與信號(hào)處理單元相連，并均由電源組件供電。
[0022]優(yōu)選的，所述顯示模塊位于所述殼體的外側(cè)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及數(shù)據(jù)傳輸接口均裝嵌于所述殼體的內(nèi)部。
[0023]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳輸接口為有線數(shù)據(jù)接口和無線數(shù)據(jù)接口中的一種。
[0024]本發(fā)明的有益效果如下:
[0025]該基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、體積小，能夠基于圖像清晰度指標(biāo)的反饋控制實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)對焦。本發(fā)明中的光路較為簡單，減少了相機(jī)的裝調(diào)難度，使得人眼所承擔(dān)的光輻射量較小，而眼底反射回來的光束較強(qiáng)。并且在保證拍攝質(zhì)量的同時(shí)也使得基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的生產(chǎn)成本降低。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2為本發(fā)明基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的較佳實(shí)施方式的照明光路。
[0028]圖3為本發(fā)明基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)的較佳實(shí)施方式的成像光路。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0030]請參見圖1，本發(fā)明涉及一種基于液體透鏡的手持式眼底照相機(jī)，其較佳實(shí)施方式包括殼體12，殼體12內(nèi)部設(shè)有照明光源1、圖像傳感器2、第一透鏡組件3、第二透鏡組件4、液體透鏡10、驅(qū)動(dòng)電路11、信號(hào)處理單元5、控制組件6以及電源組件13。
[0031]具體的，照明光源1，用于對眼底進(jìn)行照明。這里的照明光源為能夠發(fā)出波長在400nm-2000nm之間的窄波段單色或?qū)挷ǘ喂馐墓庠础Ｕ彰鞴庠纯梢允前l(fā)光二極管、激光器和閃光燈中的一種，也可以是多個(gè)以上光源的組合。作為優(yōu)選的，照明光源I包括至少一個(gè)引導(dǎo)光源以及至少一個(gè)曝光光源，而引導(dǎo)光源與曝光光源均與信號(hào)處理單元相連。引導(dǎo)光源可以在信號(hào)處理單元的控制下進(jìn)行關(guān)閉和打開。曝光光源可以在信號(hào)處理單元的控制下進(jìn)行曝光，其中曝光時(shí)間一般在0.2毫秒-300毫秒之間。進(jìn)一步優(yōu)選的，照明光源I可以包括一個(gè)紅外LED (850nm波段)和一個(gè)白光LED (450nm-650nm)，紅外LED和白光LED均可以鑲嵌在同一個(gè)PCB板上，其中紅外LED可以用作引導(dǎo)光源，白光LED可以用作曝光光源。
[0032]圖像傳感器2，用于將獲取的圖像的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這里的圖像傳感器是一個(gè)二維圖像傳感器，其可以是(XD、CMOS或由一維傳感陣列組成的二維光電傳感器件中的一種。作為優(yōu)選的，圖像傳感器可以是一個(gè)1920*1080分辨率的CMOS芯片。
[0033]如圖2和圖3所示，第一透鏡組件3，位于所述殼體的左前端，用于將所述照明光源發(fā)出的光束聚焦到眼底，形成對眼底的均勻照明，即形成照明光路。第一透鏡組件還用于聚攏眼底反射回來的光束，用于形成成像光路。其中，該第一透鏡組件由一組光學(xué)元件或者空間距離構(gòu)成，作為優(yōu)選的，其具體可以是一個(gè)非球面透鏡。
[0034]第二透鏡組件4，位于第一透鏡組件3與圖像傳感器2之間，用于與第一透鏡組件
3—起將眼底反射回