專利名稱：眼攝像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的眼攝像系統(tǒng)是設(shè)計(jì)用來(lái)拍攝人眼后房結(jié)構(gòu)包括視網(wǎng)膜和玻璃體相同區(qū)域內(nèi)任何結(jié)構(gòu)的圖像的。以前用使用35mm膠片的眼底相機(jī)給眼睛攝影。但是，這樣的照相機(jī)有種種限制，操作時(shí)要求較高的技術(shù)，在使用上受到限制。本攝像系統(tǒng)提供眼底的超廣角視域，具有彩色眼底攝像、熒光血管造影和立體攝像的能力。本攝像系統(tǒng)可分辨視網(wǎng)膜的約80%，并且可以拍攝具有前后一貫的數(shù)字質(zhì)量的圖像。清晰的數(shù)字分辨率對(duì)于為診斷或治療前和治療后提供患者的病情病史特別是在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的系列記錄是很重要的。本攝像系統(tǒng)提供拍攝的數(shù)字圖像，可在監(jiān)視屏上立即觀察和研究，作數(shù)字貯存供以后檢查和比較，和/或經(jīng)打印機(jī)打印出硬拷貝病史資料，或經(jīng)調(diào)制解調(diào)器通過(guò)電話線傳送。
本發(fā)明旨在提供具有帶電源、光源、濾光器、觀察監(jiān)視器、控制鍵和輸出記錄器的控制臺(tái)的眼攝像系統(tǒng)。一手提式便攜攝像器通過(guò)連接電纜連接于控制臺(tái)，它包括一將光線傳送到眼睛的光導(dǎo)纖維，成像和聚焦部分，可變光闌以及一電荷耦合成像器件。所述連接電纜具有一條控制線，一條電源電纜和一條提供光源的光纜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一包括可拆裝的聚光和基本的角膜鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一Goldran輔助鏡頭以替代原來(lái)的角膜透鏡作前房角成像之用。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一包括一40/150度可變鏡頭的成像系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一包括一電子聚焦的檢像器。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一包括數(shù)字存儲(chǔ)器的記錄器。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一包括一同軸光纖口以安裝光管作經(jīng)鞏膜透射的照明之用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一控制臺(tái)，該控制臺(tái)包括一鎢燈光源，一連接到光纜的及連接電纜光纖口，一位于鎢燈及光纖口之間的可旋轉(zhuǎn)的輪子，該輪子包括多個(gè)濾光鏡。
本發(fā)明的再一個(gè)目的提供一光纖光路系統(tǒng)，該光纖光路系統(tǒng)縱向地延伸過(guò)攝像器及光學(xué)系統(tǒng)的外面。
本發(fā)明的其他及進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明幾個(gè)目前被認(rèn)為是較佳實(shí)施例結(jié)合附圖所作的描述將變得非常明顯，所述實(shí)施例僅作為列舉的例子，供說(shuō)明本發(fā)明之用，本發(fā)明并不限于這里所述的實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明眼攝像系統(tǒng)的正視圖。
圖2是圖1系統(tǒng)的頂視圖。
圖3是圖1系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖4是圖1系統(tǒng)的部件的攝像回路圖。
圖5是圖1系統(tǒng)的控制回路圖。
圖6是圖1系統(tǒng)的電源電路圖。
圖7是本發(fā)明手提式攝像器的剖視圖。
圖8是手提式攝像器部件的分解圖。
圖9是攝像器置于眼上時(shí)透鏡不同調(diào)節(jié)位置的斷面示意圖。
圖10是本發(fā)明的控制臺(tái)和手提攝像器之間的連接電纜的橫斷面圖。
圖11是提供眼內(nèi)40°視像的透鏡的截面示意圖。
圖12是與圖11相似的、顯示眼內(nèi)150°視像的示意圖。
圖13是拿去手提式攝像器原有的透鏡系統(tǒng)，裝上Goldman透鏡的截面示意圖。
圖13A是光線通過(guò)圖13的Goldman透鏡時(shí)的光路的示意圖。
圖14是除去了手提式攝像器原有透鏡用于眼外部成像時(shí)的截面示意圖。
圖15是除去原有的透鏡系統(tǒng)裝上了光管作間接照明時(shí)的本發(fā)明的手提式便攜攝像器的截面示意圖。
圖16是控制臺(tái)中光源和濾光鏡部件的截面示意圖。
圖17是圖16裝置的端視圖。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱附圖。圖中編號(hào)10泛指本發(fā)明的眼攝像系統(tǒng)。它基本上包括一手提式便攜攝像器12，一控制臺(tái)14和一連接電纜16。
現(xiàn)在請(qǐng)參閱圖1到圖6。該控制臺(tái)14基本上包括一電源18，一光源20，諸濾光鏡22，控制鍵24，一圖像監(jiān)視器26，一輸出記錄器例如一打印機(jī)28，一數(shù)字激光軟盤32，和/或-VHS記錄器30。
攝像器12包括一光纖系統(tǒng)34，一成像及聚焦系統(tǒng)36及一數(shù)字成像器38，該數(shù)字成像器是一電荷耦合器件例如0.5電荷耦合器件，它通過(guò)電子學(xué)方法獲取圖像以傳送給監(jiān)視器26，打印機(jī)28，盒式磁帶錄像器(VCR)及軟盤記錄器32。該電荷耦合器38包括一自動(dòng)曝光傳感器及一電子聚焦器。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖7、8及圖9。該攝像器包括電荷耦合器件38、來(lái)自連接電纜16的光纜40，成像和聚焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一聚光透鏡42，一基本角膜接觸(貼眼)透鏡44，及一基本透鏡46，所有這些總的稱之為基本的透鏡系統(tǒng)，圖中用編號(hào)48表示，一可變光闌50，和一可變透鏡52，基本透鏡系統(tǒng)48可拆裝地連接于攝像器12上并且是可以取下的，這一點(diǎn)將在下面加以充分?jǐn)⑹??？勺児怅@50可以調(diào)節(jié)到從F/4到F/16的5個(gè)F制光圈位置之一的位置上以控制景深而獲得有關(guān)病情的最佳顯形及成像?？勺冪R頭可以有效地控制在電荷耦合器件38上成像的視域并且可以通過(guò)在檢像器12外面的手動(dòng)調(diào)焦旋鈕或通過(guò)從鍵盤控制鍵24進(jìn)行搖控而加以調(diào)節(jié)。從圖7可以看到，從光纜40出來(lái)的光線通過(guò)基本光學(xué)透鏡48周圍的同軸光纖光路系統(tǒng)54而進(jìn)入人的眼睛。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖10，圖中的連接電纜16包括石英光纜40，一電源電纜54和一遙控電纜56。
圖11及圖12示出了可變鏡頭42的作用。在圖11中，此可變鏡頭42縮了進(jìn)去以提供人眼11的40°的視域，而在圖12中則提供了150°的寬視域。雖然已有技術(shù)的35mm照相機(jī)也可以提供148°的寬視域，但是本發(fā)明能把視域拓寬到150°是十分重要的，因?yàn)樗兄趯ふ页銎渌∏槔绨l(fā)現(xiàn)眼中的腫瘤。
現(xiàn)在請(qǐng)參見圖13和13A。其中原來(lái)的透鏡系統(tǒng)48已取下而代之以Goldman鏡頭60，Goldman鏡頭60有它自己的反射透鏡62，它可以用作例如腫瘤檢測(cè)器的在眼內(nèi)房進(jìn)行近的角度成像。
在圖14中，原來(lái)的透鏡系統(tǒng)已取下而代之以手持式便攜攝像器12以對(duì)眼睛進(jìn)行外部成像。
現(xiàn)在請(qǐng)參見圖15。圖中的光纜口有一同軸的插頭64，在該光纜插口中可以裝上一根硬的光管66以給眼的外部提供經(jīng)鞏膜的透射照明。它所提供的是間接照明。這對(duì)拍攝成年患者的眼睛，例如患白內(nèi)障，或者眼睛擴(kuò)大能力較差的成年患者來(lái)說(shuō)是有用的。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖16及17。圖中清楚地示出了照明濾光鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)中有一鎢燈20及一替換燈20a。一濾光鏡輪子70由一電動(dòng)機(jī)72所驅(qū)動(dòng)，該濾光鏡輪70中含有多個(gè)濾光鏡74、76、78及80。當(dāng)輪子在鎢燈20及一光纖插口之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，濾過(guò)色的光線通過(guò)連接電纜16及光纜40送出去。有許多類型的濾光鏡可以用在這里，例如黃T的，橙色的、紅色的、黃色的，熒光素或綠色的濾光鏡都可以用。
眼睛11的內(nèi)部區(qū)域由置于眼上的攝像器12的光線通過(guò)角膜直接照明，通過(guò)使用內(nèi)在的濾光鏡，操作者可以選擇照明的光譜成份，進(jìn)行通常的黑白成像或進(jìn)行彩色成像，對(duì)眼底進(jìn)行沒有紅色光的觀察或成像，或者使用熒光素的深蘭色激勵(lì)以進(jìn)行成像或熒光素血管造影。光的照明度可以通過(guò)對(duì)流過(guò)鎢燈20的電流或可變光闌的調(diào)節(jié)而加以調(diào)節(jié)。
在控制臺(tái)14中，從攝像器12輸出的像信號(hào)可以通過(guò)連接電纜傳送出去并通過(guò)數(shù)字方式顯示在監(jiān)視器26上，從而可以使操作者得到最佳的觀察或視像。在操作者的指令下，該數(shù)字信號(hào)可以被拷貝以數(shù)字的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的軟盤32上供以后參考和/或由計(jì)算機(jī)加以處理，也可以在一彩色數(shù)字打印機(jī)28上打印出來(lái)以供硬拷貝存檔文件之用。
最后通過(guò)適當(dāng)?shù)氖止ひ苿?dòng)及多次攝像，成像器10可以提供存儲(chǔ)的圖像以對(duì)眼睛臨床診斷需要的結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體成像。
本發(fā)明眼攝像系統(tǒng)10的手持式便攜攝像器對(duì)纏綿病榻的病人及早產(chǎn)嬰兒恒溫箱中的嬰兒是特別有用的。電荷耦合器件38比普通的35mm照相機(jī)來(lái)得有利，因?yàn)殡姾神詈掀骷梢杂幂^低照明，因此，對(duì)眼睛內(nèi)部進(jìn)行攝像時(shí)光的亮度可以低一些。光太大是有可能對(duì)人眼造成傷害的(光毒性)。此外，電荷耦合器件38的輸出可以直接顯示在監(jiān)視器26上，因此可以保留好的眼睛像而用不著進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)。此外，數(shù)字輸出可以記錄，打印出來(lái)，進(jìn)行比較，再加工，因此需要存儲(chǔ)的東西可以大為減少。
本發(fā)明的眼攝像系統(tǒng)可以用彩色或黑白以40°或150°的視域記錄視網(wǎng)膜的圖像，而手持式便攜系統(tǒng)可以使拍攝延伸到150°的超廣角視網(wǎng)膜病史文件成為可能，同一系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單地改變前面的鏡頭就可以獲得對(duì)眼睛的不同的觀察或視像，即外部及前后眼房的觀察或視像。本發(fā)明可以以節(jié)省時(shí)間及節(jié)省空間的方式存儲(chǔ)圖像，也可以在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)通過(guò)世界上任一個(gè)角落的調(diào)制解調(diào)器把全彩色圖像傳送出去。本發(fā)明的低白光系統(tǒng)在記錄圖像時(shí)不需要用閃光燈，這對(duì)畏光或害怕光致毒的病人是十分有用的。最后，本發(fā)明可以對(duì)由ICU(重病看護(hù)裝置)獲得的任何圖像的連續(xù)VHS磁帶進(jìn)行記錄，不管它們是彩色的、黑白的或熒光血管造影。這大大地提高了對(duì)醫(yī)務(wù)人員和病人的講解能力。
在攝像系統(tǒng)10中可以使用任何合適的部件或器件。但是為了提供作為舉例用的具體的說(shuō)明，觀察或攝像監(jiān)視器26可以用Panasonic的CT-1382-VY型監(jiān)視器，輸出記錄器28可以用Sony公司的UP5200MD型記錄器，VCR可以用Panasonic公司出售的AG-2520SQPB型VCR，軟盤記錄器32可以用Panasonic出售的AG810，電荷耦合器件38可以用Optronics公司的LX-450A?？勺冪R頭52可以用Sony公司出售的VCL-1106XA。
因此，本發(fā)明可以完全執(zhí)行并達(dá)到前面所述的目的以及其他目的及優(yōu)點(diǎn)。雖然為了舉例說(shuō)明起見上面提供了本發(fā)明目前被認(rèn)為是較佳的幾個(gè)實(shí)施例，但是在本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)及所附權(quán)利要求書的要求范圍內(nèi)，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員是完全有可能對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)及安排作出種種的修改或改變的。
權(quán)利要求
1.一種眼攝像系統(tǒng)，它包括一控制臺(tái)，它具有一電源，一光源，諸濾光器，攝像監(jiān)視器，控制鍵和輸出記錄器，一手持式便攜攝像器，該攝像器具有一把光線傳送給眼睛的光纖系統(tǒng)，成像和聚焦光學(xué)系統(tǒng)，一可變光闌及一電荷耦合器件，以及一在控制臺(tái)和該攝像裝置之間的連接電纜，該連接電纜具有一控制線，一電源電纜，一光源光纜。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括一可拆裝的聚光和基本的角膜接觸鏡頭。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一Goldman鏡頭，用以代替所述聚光和基本的角膜接觸鏡頭。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括40/150度可變鏡頭。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢像器包括一自動(dòng)暴光傳感器。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢像器包括一電子聚焦器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述記錄器包括一數(shù)字存儲(chǔ)器。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像器包括一同軸光纖口用于安裝一光管以作經(jīng)鞏膜的間接照明之用。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制臺(tái)包括一鎢燈，一與連接纜中光纜相連的光纖口，一在鎢燈及光纖口之間的可旋轉(zhuǎn)的輪子，所述輪子包括多個(gè)濾光器。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖系統(tǒng)縱向延伸通過(guò)所述攝像器及光學(xué)系統(tǒng)的外部。
全文摘要
一種眼攝像系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一手持式便攜攝像器，它由一電纜與控制臺(tái)相連。所述手持式便攜攝像器包括一把光線傳送給眼睛的光纖系統(tǒng)，成像及聚焦系統(tǒng)，一可變光闌及一電荷耦合成像器。所述控制臺(tái)提供一電源、一光源，諸濾光鏡，攝像監(jiān)視器，控制鍵及一輸出記錄器。
文檔編號(hào)A61B3/14GK1089123SQ9311460
公開日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月6日
發(fā)明者伯納德·C·西塞, 艾倫·林·默弗里, 史蒂文·尤金·勒斯蒂, 詹姆斯·A·伯里斯 申請(qǐng)人:研究發(fā)展基金會(huì)