眼底相機(jī)立體成像系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、眼底檢查在臨床診斷中具有非常重要的意義，因此，人們發(fā)明使用過(guò)多種眼底檢查設(shè)備，其中眼底相機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、圖像直觀性強(qiáng)和可靠性高等特點(diǎn)，已成為目前臨床醫(yī)學(xué)對(duì)患者眼底檢查的主要儀器之一。由普通眼底相機(jī)拍攝的眼底圖像是二維的，僅由二維圖像很難建立起三維空間的立體結(jié)構(gòu)，致使影像數(shù)據(jù)不夠直觀、立體，醫(yī)生在進(jìn)行臨床診斷時(shí)多半要依賴臨床經(jīng)驗(yàn)，這樣得到的診斷結(jié)果必然主觀性較大，容易出現(xiàn)誤診。為了提高醫(yī)療診斷和治療規(guī)劃的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，眼底立體相機(jī)成為重

2、要的突破口和關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文在考慮人眼生理和光學(xué)特性的基礎(chǔ)上，引入Gullstrand-Le Grand眼模型來(lái)模擬被測(cè)屈光度正常的人眼，用Schematic眼模型來(lái)檢驗(yàn)屈光度異常人眼對(duì)成像光路的影響，研究設(shè)計(jì)了兩種眼底相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，所用的光學(xué)元件均為普通的球面玻璃，便于加工制造且能有效降低實(shí)際的制作成本，具體內(nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種便攜式眼底相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，達(dá)到了全視場(chǎng)300萬(wàn)像素的高清晰眼底成像。成像系統(tǒng)中，首

3、先采用接目物鏡會(huì)聚從人眼視網(wǎng)膜反射出瞳孔的光線，然后再由成像物鏡最終成像到CCD接收器。照明系統(tǒng)中，為避免角膜中心曲率大的區(qū)域反射引入雜散光，采用環(huán)形光闌和共軸照明相結(jié)合的方式。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為:視場(chǎng)角30°，成像分辨率高于120lp/mm，場(chǎng)曲值小于0.11mm，畸變僅為-1.1％，全視場(chǎng)色差均在艾里斑之內(nèi)，并且具有較大的調(diào)焦能力，對(duì)-10D～+10D(1D=lm-1)的人眼普遍適用。
　　(2)提出并設(shè)計(jì)了一種眼底相機(jī)立

4、體成像系統(tǒng)光路，可從兩個(gè)視角同時(shí)拍攝相同眼底視網(wǎng)膜區(qū)域的圖像，進(jìn)而恢復(fù)眼底三維空間結(jié)構(gòu)，提高診斷精度。成像光路中，首先采用網(wǎng)膜物鏡將視網(wǎng)膜成像到網(wǎng)膜物鏡后再投射到共用大物鏡，然后運(yùn)用體視顯微鏡平行光路系統(tǒng)原理進(jìn)行分光設(shè)計(jì)，最后選取兩個(gè)CCD作為接收器。照明光路中，采用加入環(huán)形光闌和黑點(diǎn)板的方法消除角膜反射光與網(wǎng)膜物鏡產(chǎn)生的雜散光。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)為:視場(chǎng)角30°，成像分辨率高于100lp/mm，場(chǎng)曲值小于0.09mm，系統(tǒng)畸變?yōu)?2