CN103565402A

CN103565402A - 眼底摄像装置及其成像方法

Info

Publication number: CN103565402A
Application number: CN201210271830.9A
Authority: CN
Inventors: 徐振强
Original assignee: Altek Corp
Current assignee: Altek Corp
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明揭露一种眼底摄像装置及其成像方法。眼底摄像装置包含一发光模块、一分光单元、一单色式感光元件及一影像合成模块。发光模块分别发出复数个单色光源。分光单元位于发光模块的光路上。分光单元分别反射复数个单色光源至一待测者的眼底，再经由眼底反射，以分别成为一反射光线。单色式感光元件分别接收各反射光线，并分别据以产生对应各单色光源的一单色影像。影像合成模块接收各单色影像，以合成为一彩色影像。以此，本发明可具有品质良好的眼底成像，且可降低成本。

Description

眼底摄像装置及其成像方法

技术领域

本发明是有关于一种摄像装置及其成像方法，特别是关于一种眼睛的光学影像，以应用于眼睛检测的眼底摄像装置及其成像方法。

背景技术

现行的眼睛检测装置大多包含眼压计、验光机及眼底摄像装置等等；眼睛的视网膜后方称为眼底，而眼底摄像装置则是用来观察眼底的光学检测装置。眼底摄像装置主要用来检查眼底的黄斑部及视神经有无病变，例如通过眼底光学影像装置可以诊断一些眼底的病变如青光眼、视神经炎或黄斑部病变；又或者是由于观察眼底就能直接看到血管，因此也可作为糖尿病视网膜病变并发症的筛检工具。

已知的眼底摄像装置主要是将单一光源投射到待测者的眼底，此时光源会被待测者的眼底所反射或散射，并成像于感光元件上，以此眼科医师将可以观看到待测者眼底的情形，如美国专利号US2011/0299036；因眼底所反射或散射较为微弱而导致成像较不易，然而已知技术利用单一光源进行投射时，为使成像良好则可能增强光源的强度，此时却使得瞳孔因光源的增强而缩小，因此造成眼底可检验的面积随之缩小。另一部分的已知技术会于增加光源强度的同时，对待测者的眼睛施加散瞳剂，而散瞳剂会使待测者的眼睛产生不适感，对待测者而言，其实为一大困扰。

综观前述问题，本发明的发明人思索并设计一种眼底摄像装置及其成像方法，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。

发明内容

有鉴于上述已知技术问题，本发明的目的就是在提供一种眼底摄像装置及成像方法，以解决已知技术的眼底成像不易等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种眼底摄像装置，其包含发光模块、分光单元、单色式感光元件及影像合成模块。发光模块分别发出复数个单色光源。分光单元位于发光模块的光路上，并分别反射复数个单色光源至待测者的眼底，再经由眼底反射，以分别成为反射光线。单色式感光元件分别接收各反射光线，并分别据以产生对应各单色光源的单色影像。影像合成模块接收各单色影像，以合成为彩色影像。

较佳地，还可包含遮罩模块，其可紧密地贴合于待测者的眼部，以隔绝外界光源进入待测者的眼球。

较佳地，还可包含定位模块，其可夹持或支撑待测者的脸部，使眼底维持于反射光线的光路上。

较佳地，还可包含感测模块及防手振模块；感测模块感测眼底摄像装置的振动，以产生振动讯号；防手振模块可根据振动讯号进行振动补偿。

较佳地，还可包含影像辨识模块，其可由各单色影像中辨识出预定影像特征，影像合成模块依据预定影像特征，以进行将各单色影像合成为彩色影像。

较佳地，还可包含光学元件组，其位于眼底与单色式感光元件之间的光路上，以通过光学元件组放大或缩小反射光线成像于单色式感光元件的尺寸。

根据本发明的目的，再提出一种成像方法，以应用于眼底摄像装置，其包含下列步骤：提供发光模块分别发出复数个单色光源；利用分光单元位于发光模块的光路上，并分别反射复数个单色光源至待测者的眼底，再经由眼底反射，以分别成为反射光线；以单色式感光元件分别接收各反射光线，并分别据以产生对应各单色光源的单色影像；以及通过影像合成模块接收各单色影像，以合成为彩色影像。

较佳地，还可包含遮罩模块；成像方法还可包含下列步骤：通过遮罩模块紧密地贴合于待测者的眼部，以隔绝外界光源进入待测者的眼球。

较佳地，还可包含定位模块，所述成像方法还可包含下列步骤：以定位模块夹持或支撑待测者的脸部，使眼底维持于反射光线的光路上。

较佳地，还可包含下列步骤：以感测模块感测眼底摄像装置的振动，以产生振动讯号；以及以防手振模块根据振动讯号进行振动补偿。

较佳地，还可包含下列步骤：以影像辨识模块由各单色影像中辨识出预定影像特征；以及以影像合成模块依据预定影像特征，以进行将各单色影像合成为彩色影像。

承上所述，依本发明的眼底摄像装置及其成像方法，其可具有一或多个下述优点：

(1)此眼底摄像装置及其成像方法可通过使用复数个单色光源，且应用眼睛对于不同波长的接收度的不同，而可于适当光源强度下以投射至眼底，以此可有效地得到更大范围的眼底影像。

(2)此眼底摄像装置及其成像方法可通过使用单色式感光元件，以此可有效地降低成本。

(3)此眼底摄像装置及其成像方法可通过使用单色式感光元件，在感光元件的面积相同下，单色式感光元件相较彩色式感光元件可提高解析度，或在相同解析度下，单色式感光元件相较彩色式感光元件可缩小其尺寸，以此可有效提升影像品质或缩小体积。

附图说明

图1为本发明的眼底摄像装置的方块图。

图2为本发明的眼底摄像装置的示意图。

图3为本发明的眼底摄像装置的一实施例的第一示意图。

图4为本发明的眼底摄像装置的一实施例的第二示意图。

图5为本发明的眼底摄像装置的另一实施例的第一示意图。

图6为本发明的眼底摄像装置的另一实施例的第二示意图。

图7为本发明的成像方法的步骤图。

具体实施方式

为利贵审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，以下将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，事先声明。

请参阅图1，其为本发明的眼底摄像装置的方块图。如图所示，本发明提供一种眼底摄像装置1，其包含了发光模块10、分光单元11、单色式感光元件12及影像合成模块13。发光模块10分别发出复数个单色光源101。分光单元11位于发光模块10的光路上，并分别反射复数个单色光源101至待测者2的眼底21，再经由眼底21反射，以分别成为反射光线211。单色式感光元件12可为互补式金氧半导体元件(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(Charge-Coupled-Device，CCD)，其分别接收各反射光线211，并分别据以产生对应各单色光源101的单色影像121。影像合成模块13接收各单色影像121，以合成为彩色影像131。

值得注意的是，单色光源101可为红色、绿色、蓝色或因应人眼的可见光波长(400～700nm)区段而进行调整。因人眼对可见各波长的光源感知度不同，若将单色光源101选择使用感知度较低的波长光源，则可在增加光强度下，而不致使待测者2的瞳孔缩小，因此可获得较大范围的眼底影像。

请进一步参阅图2，其为本发明的眼底摄像装置的示意图。具体而言，欲拍摄眼底的影像时，使用者可先控制或自动地使发光模块10依序的发出复数个单色光源101，于本实施例中是以三个单色光源101作为示例，但不以此为限。当发光模块10发射第一单色光源1011，其经由光路上分光单元11的反射，而使其光路转向往待测者2的眼底21射入。眼底21将第一单色光源1011反射或散射出以形成反射光线211，且反射光线211穿透过分光单元11而投射至单色式感光元件12上。此时，单色式感光元件12将反射光线211的光学讯号转换为数字讯号，以产生第一单色影像1211。接着，发光模块10发射第二单色光源1012，并以同样的方式形成第二单色影像1212后，发光模块10发射第三单色光源1013，来形成第三单色影像1213。当第一单色影像1211、第二单色影像1212、第三单色影像1213分别形成后，影像合成模块13再将三者进行合成，以形成彩色影像131。其影像合成的手段为此领域的技术工作者所熟知，例如已知的三原色灰阶影像合成为彩像影像的方式，故在此不再赘述。

请一并参阅图3及图4；图3为本发明的眼底摄像装置的一实施例的第一示意图；图4为本发明的眼底摄像装置的一实施例的第二示意图。本实施例与前述类似，其类似的部分于此不再赘述。如图所示，本实施例的眼底摄像装置1是以一般式的眼底照相机(Fundus Camera)作为示例，其中眼底摄像装置1还可包含遮罩模块14及定位模块15。遮罩模块14可为单眼式或双眼式的眼罩，其可利用软性材质(如泡绵或橡胶等)制成。定位模块15用以夹持或支撑待测者2的脸部，使待测者2的眼底21可维持于各单色光源101及各反射光线211的光路上。

进一步的说，影像合成模块13在进行影像合成时，若各单色影像121的眼底位置分别位于影像中的不同位置，此情形可能造成像影像合成模块13进行影像合成困难度提高，或者是因为晃动等情形而造成影像模糊，使得影像合成模块13合成的彩像影像131锐利度或清晰度不佳，而造成检测人员(如医师)于检测上的困难，更甚可能造成检测人员的误判。因此，当待测者2进行眼底检查时，其可将脸部放置于定位模块15上，以使定位模块15可确实地支撑待测者2的脸部(如下颚)，进而可让待测者2的眼底可维持于相同位置，也可减少晃动。另一方面，待测者2可将其眼部紧贴于遮罩模块14，以此可隔绝外界光源进入待测者2的眼球或眼底21，以影响各单色影像121的成像。

顺带一提的是，眼底摄像装置1还可包含光学元件组16，其可具有至少一透镜或至少一光圈等，光学元件组16可位于眼底21与单色式感光元件12间的光路上，以通过光学元件组16放大或缩小反射光线211成像于单色式感光元件12的尺寸。

请参阅图5及图6；图5为本发明的眼底摄像装置的另一实施例的第一示意图；图6为本发明的眼底摄像装置的另一实施例的第二示意图。本实施例与前述类似，其类似的部分于此不再赘述。如图所示，本实施例的眼底摄像装置1是以手持式的眼底照相机(Fundus Camera)作为示例。眼底摄像装置1还可包含感测模块17及防手振模块18。感测模块17其可包含位置感测器和角速度感测器(未绘示于图中)，以感测眼底摄像装置1的振动，以产生振动讯号171，并传送至防手振模块18。感测模块17通过位置感测器以得知眼底摄像装置1的位置移动量。感测模块17可通过角速度感测器以得知眼底摄像装置1的角速度变化量。防手振模块18根据振动讯号171进行振动补偿181，其振动补偿方式可利用机械式地移动单色式感光元件12，以进行振动补偿181。上述防手振的手段为此领域的技术工作者所熟知，故在此不再加以描述。

当检测人员手持眼底摄像装置1对待测者2进行眼底检测时，利用防手振的方式以改善手持时可能产生的振动或位置偏移，进而减少模糊或错位的影像的产生。

另一方面，眼底摄像装置1还包含影像辨识模块19。影像辨识模块19由各单色影像121中辨识出预定影像特征1214，并提供至影像合成模块13。影像合成模块13依据预定影像特征1214为各单色影像121的对位点，以进行将各单色影像121合成为彩色影像131。其中预定影像特征1214可利用眼底21均具有的视神经盘，而加以进行辨识或对位合成。上述影像辨识的手段为此领域的技术工作者所熟知，故在此不再加以描述。通过影像辨识后叠合的方式可减少眼底21无法确实地位于光路上所产生的错误影像或叠合失败。

请参阅图7，其为本发明的成像方法的步骤图。如图所示，本发明的成像方法，其适用于眼底摄像装置。成像方法包含下列步骤：

S71：提供发光单元分别发出复数个单色光源；

S72：利用分光单元位于发光单元的光路上，并分别反射复数个单色光源至待测者的眼底，再经由眼底反射，以分别成为反射光线；

S73：以单色式感光元件分别接收各反射光线，并分别据以产生对应各单色光源的单色影像；以及

S74：通过影像合成模块接收各单色影像，以合成为彩色影像。

本发明的眼底摄像装置的成像方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的摄像装置时描述过，在此为了简略说明便不再叙述。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求范围中。

Claims

1.一种眼底摄像装置，其特征在于，它包含：

发光模块，分别发出复数个单色光源；

分光单元，位于所述发光模块的光路上，并分别反射所述复数个单色光源至待测者的眼底，再经由所述眼底反射，以分别成为反射光线；

单色式感光元件，分别接收各所述反射光线，并分别据以产生对应各所述单色光源的单色影像；以及

影像合成模块，接收各所述单色影像，以合成为彩色影像。

2.如权利要求1所述的眼底摄像装置，其特征在于，还包含遮罩模块，紧密地贴合于所述待测者的眼部，以隔绝外界光源进入所述待测者的眼球。

3.如权利要求1所述的眼底摄像装置，其特征在于，还包含定位模块，夹持或支撑所述待测者的脸部，使所述眼底维持于所述反射光线的光路上。

4.如权利要求1所述的眼底摄像装置，其特征在于，还包含感测模块及防手振模块，所述感测模块感测所述眼底摄像装置的振动，以产生振动讯号，所述防手振模块根据所述振动讯号进行振动补偿。

5.如权利要求1所述的眼底摄像装置，其特征在于，还包含影像辨识模块，由各所述单色影像中辨识出预定影像特征，所述影像合成模块依据所述预定影像特征，以进行将各所述单色影像合成为所述彩色影像。

6.如权利要求1所述的眼底摄像装置，其特征在于，还包含光学元件组，位于所述眼底与所述单色式感光元件之间的光路上，以通过所述光学元件组放大或缩小所述反射光线成像于所述单色式感光元件的尺寸。

7.一种成像方法，以应用于眼底摄像装置，其特征在于，包含下列步骤：

提供发光模块分别发出复数个单色光源；

利用分光单元位于所述发光模块的光路上，并分别反射所述复数个单色光源至待测者的眼底，再经由所述眼底反射，以分别成为反射光线；

以单色式感光元件分别接收各所述反射光线，并分别据以产生对应各所述单色光源的单色影像；以及

通过影像合成模块接收各所述单色影像，以合成为彩色影像。

8.如权利要求7所述的成像方法，其特征在于，还包含遮罩模块，所述成像方法还包含下列步骤：

通过所述遮罩模块紧密地贴合于所述待测者的眼部，以隔绝外界光源进入所述待测者的眼球。

9.如权利要求7所述的成像方法，其特征在于，还包含定位模块，所述成像方法还包含下列步骤：

以所述定位模块夹持或支撑所述待测者的脸部，使所述眼底维持于所述反射光线的光路上。

10.如权利要求7所述的成像方法，其特征在于，还包含下列步骤：

以感测模块感测所述眼底摄像装置的振动，以产生振动讯号；以及

以防手振模块根据所述振动讯号进行振动补偿。

11.如权利要求7所述的成像方法，其特征在于，还包含下列步骤：

以影像辨识模块由各所述单色影像中辨识出预定影像特征；以及

以所述影像合成模块依据所述预定影像特征，以进行将各所述单色影像合成为所述彩色影像。

12.如权利要求7所述的成像方法，其特征在于，还包含光学元件组，位于所述眼底与所述单色式感光元件之间的光路上，以通过所述光学元件组放大或缩小所述反射光线成像于所述单色式感光元件的尺寸。