專利名稱：眼球結膜鞏膜攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對結膜及鞏膜攝像的眼球結膜鞏膜攝像裝置。特別是，涉及 可以補償眼球無意識微振，使對結膜及鞏膜的血管、血流及血球的攝像成為 可能的結膜鞏膜攝像裝置。
背景技術：
作為生物的毛細血管、血流、血球的測定方法，已知的方法有，觀察手 指指甲下方的血管來測定血流的方法，還有觀察眼球的網(wǎng)膜，通過多普勒法
測定血流的速度等。如日本已公開的專利文獻1——特開平10-276986;專
利文獻2——特開2000-83916。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的問題
使用指甲下方的血管和血流的測量裝置，或者使用觀察眼底網(wǎng)膜的方 法，都因為沒有足夠的分辨率，無法觀察到血球。這些方法，為了測量血流 的流動速度，使用了多普勒法，所以無法從被拍攝的圖像上求得血流的流動 速度。在多普勒法中，因為被測定部位的血管直徑很細，所以無法對每一根 血管進行測量，而且很難使血管的血流速度和位置一一對應。因此，已知的 方法并不是高精度的方法。
結膜及鞏膜里的血管，最接近體表，而且在表皮上的結膜透明度高，是 無阻礙地測量生物體血液和血管形狀的最理想的地方。但是，在眼球固定地 注視著視標的時候，常常有高頻微小振動發(fā)生(最高可達90HZ)，拍攝毛細 血管、血球時，要是有這種無意識微振存在，就不可能拍攝到清析的圖像。
鑒于上述實際情況，本發(fā)明提供了能夠補償眼球的無意識微振，能夠清 晰地拍攝到結膜及鞏膜的血管、血流和血球的結膜鞏膜攝像裝置。解決問題的方法
為了達到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的眼球結膜鞏膜攝像裝置，需要具
備
1. 被測定者所要注視的圖標；
2. 符合要求的攝像工具分辨率要高到可以分辨lpm以下的物體，可 以解析眼球結膜及鞏膜的血管、血流、血球的形態(tài)；至少有邊長為 lOO[im至200(Vm的正方或長方形攝像區(qū)域；可以補償眼球無意識 微小振動；每秒可以拍攝200幅圖像以上；
3. 攝像工具和其攝像區(qū)域內(nèi)有照明的光源；
4. 可以調(diào)節(jié)攝像工具在攝像區(qū)域內(nèi)移動的調(diào)節(jié)工具；
5. 可以認識眼球的結膜及鞏膜的血管形狀并跟蹤處理攝像工具拍攝到 的圖像的圖像處理工具；
6. 可以消除圖像處理工具處理過的圖像的微振的眼球無意識微振補償 工具；
7. 要有圖像顯示工具，既能顯示攝像工具拍到的圖像，又能顯示圖像 處理工具處理過的圖像，還能顯示無意識微振補償工具補償過的圖
8. 圖標和眼球之間可以放置透鏡片工具。
為了可以對眼球的結膜鞏膜的各部位順次攝像，可以讓圖標順次移動， 由圖像處理工具把圖像順次連接起來。
無意識微振補償工具的工作是，從拍攝到的圖像中選l幅圖像，取出血 管形狀的圖案，再在相連的各圖像中搜索對應的圖案，檢測出血管形狀圖案 的移動量，然后把各圖像中的血管形狀圖案放置在同一位置上。
為了區(qū)別是結膜血管或者是鞏膜血管，可以在攝像工具上采用焦點深度 的方法。
為了可以跟蹤血管內(nèi)部的血球，可以由圖像處理工具對攝像工具拍攝到的圖像做圖像處理。
這里的光源，也可以用特定波長的光來照明，用血管或者血液的反射率 或者透過率，來辨別血管或者血液的成分。
這里的光源，還可以用激光光源來照明。
進而還可以裝上激光分析傳感器，用以檢測從眼球反射出來的光的波 長、位相、強度。
激光光源放置的位置，要使射向眼球的激光的入射角相對稱的反射角的 反射線和攝像工具的視軸重合。
激光光源可以由點光源或線光源來構成，可以掃描攝像區(qū)域，從攝像工 具得到的順次圖像中，由圖像處理工具取出鞏膜的反射光進行合成，生成鞏 膜反射光圖像。
為了向眼球添加藥品可以使用噴嘴。
發(fā)明效果
使用本發(fā)明眼球結膜鞏膜攝像裝置，可以在對眼部無侵害的狀態(tài)下，對 結膜及鞏膜的血管、血流、血球進行攝像，這是本發(fā)明的一個優(yōu)點。因此， 可以在無侵害的狀態(tài)下，對血液進行檢查。


圖1為本發(fā)明結膜鞏膜攝像裝置第1實施例的側面概略圖。
圖2為本發(fā)明結膜鞏膜攝像裝置第2實施例的側面概略圖。 圖3為本發(fā)明結膜鞏膜攝像裝置第2實施例的俯視概略圖。 圖4為眼球、光源和攝像裝置的關系的圖示。 圖5為結膜、鞏膜和血管的關系及得到圖像的圖示。 圖6為使用激光光線掃描攝像區(qū)域的同時，高速攝像合成補償了無意識 微振的圖像的原理圖示。
圖中符號說明l攝像機；2鏡頭；3攝像裝置；4光源；5調(diào)節(jié)機構；6 圖像處理部分；7無意識微振補償部分；8顯示器；10圖標；11眼球；12固定工具；13眼球法線；14結膜血管；15拍攝到的圖像。
具體實施例方式
以下是實施本發(fā)明的最佳形態(tài)的圖示和說明。圖1是本發(fā)明結膜鞏膜攝 像裝置的第1實施例的側面概略圖。
如圖1所示，本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置由被測定者所注視的圖標10、 由攝像部分1和鏡頭2組成的攝像裝置3、光源4、調(diào)節(jié)機構5、圖像處理部 分6、眼球無意識微振補償部分7和顯示器8構成。
攝像部分1是能高速攝影的攝像機，最好是高速數(shù)碼攝像機。鏡頭2是 高倍率鏡頭。攝像裝置3要具有可以解析眼球11的結膜鞏膜的血管、血 流、血球的足夠的分辨率，可以補償眼球11無意識微振，可以調(diào)節(jié)攝像的 范圍、分辨率和每幅圖像的拍攝速度的功能。具體來說達到在邊長10(Vm 至2000pm的正方形或長方形攝影區(qū)域內(nèi)，能分辨lpm以下的圖形，每秒 200幀以上攝影速度。例如可以采用Photron有限公司的FASTCAM(注冊商 標)攝像機。可以調(diào)節(jié)到每秒1000幀攝像，100萬像素，這樣每個像素大小 為7prn (如果鏡頭倍率為7倍，就可以觀察lpm)。鏡頭2可以使用單獨的 高倍率鏡頭，如有必要，可以再另行放置一個能夠?qū)ρ鄄咳w攝像的廣角鏡 頭，也可以用變焦鏡頭。另外，作為攝影的前提，攝像裝置3最好對準眼球 的中心。就是說攝像機的視軸最好與攝像區(qū)域中心點的法線重合，因為隨著 偏離法線方向，無法對焦的范圍會增大。因為高倍率鏡頭的景深非常淺，如 果攝像機的光軸與攝像區(qū)域中心的法線偏離太大的話，眼球表面到攝像機的 成像面的距離就會發(fā)生變化，無法納入景深內(nèi)，圖像變得模糊。因此，為了 避免這類情況，上述攝像工具的視線入射角和攝像區(qū)域中心點法線的夾角， 最好在3。以內(nèi)。
光源4是可以對攝像區(qū)域內(nèi)部進行照明的光源。可以由鹵素燈，光纖， 透鏡等來構成，要可以照到全攝像區(qū)域，例如半徑為3mm程度的光束。光 源也可以使用特定波長的光束，根據(jù)血管或血液的反射率或者透過率，可以辨別或者測量血管或血液的成分。
調(diào)節(jié)機構5是攝像位置的調(diào)節(jié)機構，是調(diào)節(jié)攝像裝置3的視線和光源4 的光軸相交于眼球結膜及鞏膜的攝像區(qū)域內(nèi)。可以使用有前后左右2自由度 的調(diào)節(jié)臺。不僅可以使用硬件來進行調(diào)節(jié)，也可以使用軟件進行調(diào)節(jié)。就是 在整個的攝像區(qū)域內(nèi)由軟件來選擇所需要的攝像框的位置。
為了補償眼球無意識微振，必須防止頭部的運動，可以使用把被測定者 頭部固定住的頭部固定工具。具體的固定工具，可以使用牙齒咬住棒狀器材 和把額部壓住的板狀器材的組合工具。把頭部固定住無法轉(zhuǎn)動，以盡可能減 小眼球運動的補償范圍(移動量)。
調(diào)節(jié)機構也可以用能自動設定攝像裝置位置的傳動器來構成。另外，也 可以對眼角等處同時攝像，以此位置為基準，來補償頭部的運動。
圖像處理部分6，由個人電子計算機來構成，進行各種的圖像處理。也 就是說，圖像處理部分6，為了跟蹤眼球的結膜鞏膜的血管形狀，對攝像裝 置3拍攝到的圖像進行圖像處理。具體來說，圖像處理部分6，首先對得到 的圖像做去除噪音的預處理。通常，高速攝像機攝影時，曝光時間非常短， 為了達到適當?shù)钠毓庑枰銐蛎髁恋墓庠?，如果使用強光照射眼球，攝像就 會變得很困難，所以使用較弱的光源，在圖像上就會隨機產(chǎn)生高敏感度的噪 音。因此要進行噪音除去處理，例如，用噪音濾波器來處理。另外由于鏡頭 特性等原因，時常會發(fā)生拍攝到圖像的四周曝光量下降的情況，照射眼球的 光源的照射斑也會引起亮度偏差。因此，為了修正這些偏差，可以使用虛光 修正或者照射斑修正。這種補正，可以事先對白紙攝像，然后再對比眼球的 圖像進行修正。
圖像處理部分6，可以不使用瞬間的圖像。具體來說，順次得到的圖像 前后如有很大的差異，可以忽略這期間的圖像。也可以從圖像中除去眼瞼， 睫毛，陰影等的影響。
可以移動圖標10故意使眼球發(fā)生轉(zhuǎn)動，對結膜及鞏膜的各部位順次進行攝像，將這些圖像通過圖像處理部分6連接在一起得到更大范圍內(nèi)的圖像。 由圖像處理部分6做指定處理后的圖像，接著要通過眼球無意識微振補 償部分7補償眼球的無意識微振，生成沒有無意識微振的圖像。使結膜及鞏
膜的血管處于靜止狀態(tài)進行觀察。無意識微振補償部分7，可以由個人電子
計算機構成，可以與圖像處理部分共用一臺電子計算機。
無意識微振補償?shù)姆椒ㄊ牵蔁o意識微振補償部分7，對順次拍得的圖
像的連續(xù)兩幅圖像，使用區(qū)域匹配法做比較。也就是在前一幅圖像中選擇指 定的區(qū)域，在后一幅圖像中找到相同的區(qū)域。眼球的結膜及鞏膜的血管形狀 可以作為指定區(qū)域。本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置，以補償眼球的無意識微振 為條件進行攝像，所以能夠拍攝到結膜及鞏膜的血管形狀。因此，可以把血 管稠密分布的部位作為區(qū)域匹配法的指定區(qū)域。把這個指定區(qū)域取出，在接 著的圖像上用區(qū)域匹配法搜索匹配的區(qū)域。
區(qū)域匹配法作為識別圖案的方法已經(jīng)被廣泛應用，通過對比理想圖案和 被觀測圖案的重合情況，來判斷被觀測的圖案。本發(fā)明中，對連續(xù)兩幅圖像 使用區(qū)域匹配法，對相同圖案的移動量以像素為單位進行補償。區(qū)域匹配法， 一般有樣板匹配法和構造匹配法兩種。樣板匹配法是，把基準圖案和被觀測 圖案重合，比較各像素來決定相似度。構造匹配法是，從基準圖案和被觀測 圖案中抽出特征點，通過比較特征點的位置關系來決定相似度。本發(fā)明的結 膜鞏膜攝像裝置，使用哪種匹配法都可以，但是因為圖像中的邊緣部分很少， 取出明確的特征很難，所以一般采用樣板匹配法。在樣板匹配法中，有順 序相似檢測法和最小二乘法等的匹配法被廣泛應用。因為眼球本身只有平行 運動和回轉(zhuǎn)運動，通過實際的試驗得出，順序相似檢測法較好。
接下來說明順序相似檢測匹配法。我們在作為基準圖像的區(qū)域內(nèi)，選擇
一部分區(qū)域的圖像(MtXNt像素)作為參照圖像T(i，j)，再在要探索圖像的 區(qū)域內(nèi)取出相同大小(M^NJ象素)的探索窗I(i, j)。也就是說，參照圖像 為基準圖像內(nèi)被選擇的一部分區(qū)域，探索窗內(nèi)的圖像為被觀測圖像。這樣，探索窗和基準圖像內(nèi)的參照圖像的比較值為D(U, V)，通過下式求得。
<formula>formula see original document page 10</formula> 式1
被觀測圖像的探索區(qū)域內(nèi)，得到最小的D(U， V)時的(U, V)為(l^n, Vmm)，通過 以下的式子來表示。
<formula>formula see original document page 10</formula> 式2
05/省,-My +1， OS J.瑪+ 1
上式給出的探索窗的位置與參照圖像最為相似。也就是說，基準圖像與被觀
測圖像之間相對于眼球的移動量為(umm，Vmm)。
但是，通過順序相似檢測匹配法，只可以檢測參照圖像在被檢測圖像內(nèi) 的平行移動，無法發(fā)現(xiàn)被檢測圖像區(qū)域內(nèi)發(fā)生的立體變形，只能檢測出眼球 在回轉(zhuǎn)運動中的兩個自由度。雖然這樣也沒有問題，但是如果用最小二乘法 的匹配法來代替順序相似檢測法，就可以檢測出眼球的3自由度回轉(zhuǎn)，就可 以發(fā)現(xiàn)立體變形。
如上所述，檢測出連續(xù)各圖像中的探索窗的位置，也就檢測出了血管形 狀圖形的移動量，然后移動各圖像的位置使探索窗重合。通過這種方法補償 眼球的無意識微振，這樣血管形狀就好象靜止了一樣。使用這種補償了無意 識微振的連續(xù)圖像，就可以對眼球的結膜及鞏膜的血管等做各種各樣的解析 了。
顯示器8用來顯示這些被補償過的圖像。另外，如有必要顯示器8也可 以與攝像部分1或者圖像處理部分6連接，通過肉眼來核對得到的圖像或者 被處理過的圖像。
下面具體說明用上述的結膜鞏膜攝像裝置，對眼球進行攝像的方法。作 為攝像的前提，最好把攝像裝置3對準眼球的中心，通過調(diào)節(jié)機構5調(diào)節(jié)攝 像區(qū)域來對準眼球中心。為了調(diào)節(jié)攝像裝置3的位置，可以在顯示器8上實 時顯示從攝像裝置3得到的圖像。當然，實時顯示不需要高速攝像，使用通 常攝像(一秒鐘30幀圖像)就可以。本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置使用的攝像機1，可以高速攝像1000幀/秒，
每個像素的大小為7nm。而且，鏡頭2的擴大率為5-60倍。通過攝像裝置3 得到的圖像，隨時保存到個人電子計算機上。如有必要也可以在攝像裝置3 上設置記憶裝置，等攝像結束后再把圖像保存到電子計算機上。
為了固定被測定者的頭部，用頭部固定工具12按住額頭，再讓牙齒咬 住棒狀固定工具。而且，為了抑制眼球的回轉(zhuǎn)，讓被測定者注視圖標IO。然 后把高倍率高速度攝像機的攝像裝置3設定為通常幀率(比如，30幀/秒以 下)，降低光源4的亮度對眼球的結膜及鞏膜照射。如有必要也可使用廣角 鏡頭對眼球攝像，在顯示器8上顯示圖像，邊確認圖像邊通過調(diào)節(jié)裝置5調(diào) 節(jié)攝像裝置3的位置。然后，更換高倍率的鏡頭，邊確認圖像邊調(diào)節(jié)焦點的 位置。另外，使用焦點深度可以區(qū)別是結膜血管或是鞏膜血管。也就是說， 因為景深非常淺，可以選擇調(diào)節(jié)焦點位置，使焦點對準結膜血管或者對準鞏 膜血管。接著，為了使高速攝像也可以得到良好的圖像，提高光源的亮度。 但是，光源的亮度要保持在不傷害到眼球的程度。要在這樣的狀態(tài)下，才開 始高速攝像，再把圖像順次保存到電腦上。
接著，通過圖像處理部分6，從保存圖像中取出一幅圖像指定為基準圖 像。對這幀圖像做預處理，除去噪音，進行虛光修正，照射斑修正等。通過 無意識微振補償部分7，對預處理過的圖像取出特征點。找出眼球的結膜及 鞏膜的血管稠密分布的部分，把包圍這部分的一個窗口取出來作為參照圖
接著，對于下一幅圖像做相同的預處理，使用順序相似檢測匹配法對照， 檢測出各圖像內(nèi)與基準圖像的參照圖像對應的探索窗的位置。然后，移動各 圖像的位置使對應探索窗的位置重合，生成補償了眼球移動的圖像。
如上所述生成的結膜及鞏膜的血管圖像是補償了眼球的無意識微振的 非常清晰的圖像，所以可以使用這些圖像對血管、血流、血球做各種的解析。 比如，可以從圖像內(nèi)指定血管，測定這個血管的直徑，測定血管壁的厚度。因為可以分辨每一顆紅血球，計算出每一幅圖像之間的移動量，所以可以跟 蹤紅血球并檢測出移動速度。可以計算毛細血管中紅血球的個數(shù)，從毛細血 管的流量來判斷單位血液體積中紅血球的數(shù)量。因為可以分辨每一個紅血 球，通過分光圖像可以測量氧的飽和度。也可以檢測出白血球，可以求出白 血球和紅血球的個數(shù)比。另外，也可以分辨血小板?？梢耘臄z到血漿部分， 分析血漿的成分。
然后，如有必要對眼球添加藥品要使用噴嘴，可以觀察眼球表面藥品噴 射前后的血液變化。如有必要通過注射把熒光物質(zhì)或者染色物質(zhì)導入血管 內(nèi)，可以更清晰地對血液和血管攝像。
并且，使用焦點深度可以得到縱深方向上的信息，通過合成可以生成結 膜及鞏膜的3次元圖像。
在上述的圖示中，攝像裝置直接對準作為攝像對象的眼球，在本發(fā)明中 并不限定此種方法，說明如下攝像裝置的位置可以設置在任意的場所，間 接的對眼球攝像。就是在攝像裝置和眼球之間放置鏡子，通過鏡子使攝像裝 置的視線曲折，可以把攝像裝置安放在不遮擋眼球視線的位置上。直接把攝 像裝置對準眼球的時候，因為攝像裝置本身大小的關系，有可能遮擋眼球的 視線使視野變得狹窄。但是，與上述使用鏡子來避免視野遮擋問題相比，也 可以通過改變攝像裝置自身來避免這類問題。
在眼球和攝像裝置之間，也可以設置光纖來代替鏡子，這樣，攝像裝置 可以從任意位置拍攝眼球。使用鏡子的時，攝像裝置的位置由眼球的位置和 鏡頭的焦點距離來決定，眼球到攝像裝置的總距離也是不能改變的。但是， 如果使用光纖，總距離可以任意設定，可以調(diào)整攝像裝置和眼睛的距離，所 以攝像裝置可以設置在任意的位置。
為了讓圖標放置位置的距離和眼球感覺的距離發(fā)生變化，可以在圖標和 眼球之間放置透鏡片。并且，為了讓兩只眼睛好像看到不同的圖標，也可以 在圖標和眼睛之間放置透鏡片。如果想讓結膜鞏膜攝像裝置小型化時，無法把圖標放到很遠的位置。圖標被放到離眼鏡幾厘米遠的地方的時候，因為圖 標很近會讓被測定者非常的疲勞。這時，可以在圖標和眼球之間設置透鏡片， 即使是近距離的圖標也可以輕松的注視。為了讓圖標看起來很遠，可以給兩 眼以不同的圖標，為了消除視覺和眼球的晶狀體焦點距離的矛盾可以使用透 鏡片。
接著，說明本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置的第2實施例。圖2是為了說明
本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置的第2實施例的側面概略圖。圖3是第2實施例
的俯視概略圖。圖中，與圖1同一符號的部分為相同裝置，所以不再加以說
明。如圖2所示，本發(fā)明的結膜鞏膜攝像裝置與第l實施例相同，由被測定 者所注視的圖標IO，由攝像機l，鏡頭2組成的攝像裝置3，光源4'，調(diào)節(jié) 機構5，圖像處理部分6，眼球無意識微振補償部分7和顯示器8構成。
第2實施例與第1實施例不同的部分是，光源4'是由激光光源構成。 激光光源為點光源或者線光源，照射到攝像部位的照射形狀是一個點或者一 條線，可以對攝像區(qū)域進行掃描。若是線光源，照射形狀是一條線，其長度 希望要超過攝像區(qū)域的長度。無論是點光源或線光源，其照射形狀的寬度要 窄一些。但是攝像裝置上受光的攝像元件的寬度，在2像素以上為好。并且， 光源4'如圖4所示，光源射向眼球的入射角和攝像裝置3的視線角度，要 放在眼球的法線對稱的位置上。就是說對于眼球的法線，應用鏡面反射原理， 攝像裝置要放在與光源的入射角相同的反射角的位置上來攝像。
圖4是說明應用鏡面反射的攝像原理，是為了說明眼球、光源和攝像裝 置的關系的圖示。攝像裝置3放置在眼球法線13的和光源相反一側，攝像 裝置3的攝像角度與光源4'的入射角度相同。這樣可以拍攝到最強的反射 光。作為一例，把攝像裝置3的視線和激光光源4'的光軸(是線光源時， 為照射形狀的中心)設置在同一水平面上，根據(jù)鏡面反射，光源和攝像裝置 對稱放置。然后，把攝像裝置3的視野調(diào)整到對準眼球的中心。如果光源4' 使用線光源，照射眼球的結膜及鞏膜表面時，就會出現(xiàn)線型的光的像。圖5是說明結膜、鞏膜、血管的關系及拍攝到的圖像15。如圖所示，激 光光線被結膜表面和鞏膜表面反射，攝像得到2條線。如果有結膜血管14 存在，血管也會反射激光光線。也就是說，激光光線的一部分被血管表面反 射，另一部分被血管吸收后透過，被鞏膜表面反射。因為血管為圓柱形，血 管反射光極少的一部分作為鏡面反射光被拍攝到，大部分作為漫反射光被拍 攝，所以非鏡面反射光很弱。然后，對于鞏膜反射光，沒有血管的部分形成
鏡面反射光，但是透過血管的光一部分被血管吸收，反射光會變?nèi)?。如圖5
所示圖像，圖像內(nèi)兩根直線左側的線為結膜表面的反射光，右側的直線為鞏 膜表面的反射光，這之間的線為血管表面的反射光。拍攝到的結膜表面的反 射光均勻明亮，鞏膜表面的反射光其透過血管后的反射光較弱，光線一部分 比較暗。血管表面的反射光因為血管為圓柱形所以變?nèi)?。這樣，因為血管的 有無會改變鞏膜表面的反射光，所以用激光光線掃描攝像區(qū)域的同時，高速 攝像合成補償了無意識微振的圖像，表示血管或者血球的狀態(tài)。另外，只要
激光光線對攝像區(qū)域全體掃描的速度在10ms以下，就足以補償無意識微振 了。如果同時使用復數(shù)的激光光線掃描，就可以使掃描速度更快。另外，除 激光光線外同時使用第1實施例的鹵素燈等光源，這樣得到的圖像15，也能 夠像第1實施例一樣進行無意識微振的補償。
圖6說明使用激光光源掃描攝像區(qū)域的同時，高速攝像合成補償了無意 識微振的圖像的原理。圖6 (a)-圖6 (d)為攝像部位的圖像從左到右掃描 的過程。得到的圖像如圖6 (a')-圖6 (d')所示，各反射圖像合成的結果 如圖6 (e)所示。通過圖6 (e)知道，結膜的反射光基本是一致的，合成 后生成均勻明亮的圖像。再說，因為血管的反射光大部分為漫反射光，所以 合成圖像昏暗且不安定。而關于鞏膜的反射光，對于同一條血管，既存在透 過血管后被反射的光，也存在反射后透過血管的光。因此，可以從鞏膜的反 射圖像得到血管的反射圖像和透過圖像兩個圖像。也就是說，用線光源掃描 攝像區(qū)域，從攝像裝置得到的各圖像中提取出鞏膜反射光，合成鞏膜反射光圖像，就得到了反射光和透過光的血管圖像。另外，通過圖像處理也可以只 提取反射光或透射光的血管圖像中的一幅圖像。根據(jù)血管與鞏膜的距離及激 光的入射角的位置的不同，存在同一血管的反射圖像和透過圖像重合的情 況。這種場合，通過圖像處理可以區(qū)別兩者的關系，也可以選擇其他的血管 進行觀測。
用上述方法得到的血管圖像，也可以使用與第l實施例相同的方法，對 血管、血流和血球做各種解析。上述的例子只說明了使用線光源的情況。再 者，使用線光源時，還可以用復數(shù)的線光源來掃描，例如用2條激光線光源 來掃描， 一幅需要拍攝的圖像，2條線各掃描一半?yún)^(qū)域，速度就可以提高一 倍，所以只要在超出結膜反射光和鞏膜反射光的兩條放射線的距離之外使用 多條線光源來掃描的話，就可以更有效率地來攝像。如果使用點光源，也可 以同樣來掃描攝像區(qū)域的全體，這里不再說明。
另外，使用激光光源照射眼球，可以設置檢測眼球反射光的波長、位相、 和強度的激光分析傳感器，對各組織進行分析。并且，對于反射光的分析還 可以使用分光計。
另外，本發(fā)明的眼球結膜鞏膜攝像裝置不局限于上述的示例，只要不脫 離本發(fā)明的宗旨，各種變更都是被允許的。
權利要求
1. 一種對眼球的結膜及鞏膜進行攝像的結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，包括以下裝置被測定者所要注視的圖標；符合下列要求的攝像工具其分辨率可以解析眼球的結膜及鞏膜上的血管、血流及血球，能夠補償眼球無意識微振的，至少在邊長100μm至2000μm的正方或長方形攝像區(qū)域內(nèi)，分辨率高到可以分辨1μm以下，每秒可以拍攝200幀以上的攝像工具；上述攝像工具的攝像區(qū)域內(nèi)需要照明的光源；調(diào)節(jié)上述攝像工具在攝像區(qū)域內(nèi)的位置的調(diào)節(jié)工具；能夠分辨并跟蹤眼球的結膜及鞏膜的血管形狀的，對上述攝像工具拍攝到的圖像進行圖像處理的圖像處理工具；能夠消除圖像處理工具處理的圖像的微振的無意識微振補償工具；可以顯示上述攝像工具拍攝到的圖像，或者上述圖像處理工具處理過的圖像，或者上述無意識微振補償工具補償過的圖像的顯示工具。
2. 根據(jù)權利要求1所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，上述 圖標與眼球之間放置透鏡片。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于， 為了可以對眼球的結膜及鞏膜的各部位順次攝像而順次移動上述圖標，由 上述的圖像處理工具把順次得到的圖像連接組合起來。
4. 根據(jù)權利要求1至3任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，上述的無意識微振補償工具，可以從攝像得到的圖像中的1幀圖像 中，抽取出血管形狀的圖案，在接下來的各圖像中搜索對應的圖案，測量 出血管形狀圖案的移動量，再把各圖像中的血管形狀放置在同一位置上。
5. 根據(jù)權利要求1至4任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，上述的攝像工具，為了區(qū)別拍攝結膜血管和鞏膜血管，可以使用焦 點深度。
6. 根據(jù)權利要求1至5任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征 在于，上述的圖像處理工具，為了跟蹤血管內(nèi)部的血球，對攝像工具拍攝 到的圖像做跟蹤血球的圖像處理。
7. 根據(jù)權利要求1至6任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，上述的光源使用特定波長的光來照明，使用血管或者血液的反射率 或者透過率，來辨別血管或者血液的組成。
8. 根據(jù)權利要求1至7任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征 在于，上述的光源由激光光源構成。
9. 根據(jù)權利要求8所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，還包 括用于檢測眼球反射光的波長、位相及強度的激光分析傳感器。
10. 根據(jù)權利要求8或9所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于， 上述的攝像裝置放置在眼球光源的入射角相對稱的反射角度位置上。
11. 根據(jù)權利要求IO所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特征在于，上 述的光源由點光源或者線光源構成掃描攝像區(qū)域，上述的圖像處理工具從 上述攝像工具拍攝到的順次圖像中，根據(jù)鞏膜反射光取出圖像，再進行合 成，生成鞏膜反射光圖像。
12. 根據(jù)權利要求1至11任一項所述的眼球結膜鞏膜攝像裝置，其特 征在于，使用噴嘴向眼球添加藥品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種眼球結膜鞏膜攝像裝置，可以補償眼球的無意識微動等的運動，使拍攝結膜鞏膜的血管、血流及其血球成為可能。其包括由被測定者所注視的視標、攝像裝置、光源、調(diào)節(jié)結構、圖像處理部分、無意識微振補償部分和顯示器。攝像裝置要有能夠解析眼球的結膜鞏膜的血管、血流和血球的分辨率、能夠補償眼球的無意識微振、至少在邊長100μm至2000μm的正方或長方型攝像區(qū)域內(nèi)能分辨1μm以下的圖形，每秒能拍攝200幅圖像以上的功能。圖像處理部分能辨認眼球的結膜及鞏膜的血管形狀，并跟蹤處理攝像工具拍攝到的圖像。眼球的無意識微振補償部分將圖像處理工具處理過的圖像，進行消除微振的處理。
文檔編號A61B3/14GK101411607SQ200710047049
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者張曉林 申請人:張光榮;張曉林