一种眼底成像系统
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种眼底成像系统。
背景技术
眼底照相是眼科常用的检查手段之一。眼底照相所检查的是整个视网膜的形态改变，能够观察到视网膜、视盘、黄斑区、视网膜血管等的形态，对于糖尿病，青光眼等疾病的预防和治疗上有积极的作用。
目前市面上的眼底相机分为台式和手持式；台式由于价格高，体积大，一般由大型医院使用；手持式体积小，偏于携带；能广泛在偏远地区及家用领域使用。但目前手持式的使用效果不好，出现图像不清晰，照明不均匀，聚焦范围小等问题。
发明内容
本发明将解决现有的技术问题，提供一种眼底成像系统，通过特定接目目镜组与成像物镜组焦距比值的控制，控制了眼底成像系统的放大倍率，增加了眼底成像系统的分辨率。
本发明提供的技术方案如下：
一种眼底成像系统，从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的接目目镜组，正光焦度的成像物镜组，凝视组件，辅助组件和传感器；所述凝视组件包括分光棱镜和固视灯，所述分光棱镜设置在所述辅助组件与所述成像物镜组之间，所述固视灯沿垂直于所述眼底成像系统的光轴方向设置在所述分光棱镜的外侧；所述眼底成像系统满足以下条件式：0.7<f1/f2<1.3；2<D/f1<3；其中，f1为所述接目目镜组的焦距，f2为所述成像物镜组的焦距，D为所述接目目镜组和所述成像物镜组之间的间距。
本技术方案中，通过特定接目目镜组与成像物镜组焦距比值的控制，控制了眼底成像系统的放大倍率，增加了眼底成像系统的分辨率；同时，控制了接目目镜组与成像物镜组之间的间距与接目目镜组的焦距的比值在一定范围内，减小了眼底成像系统体积，实现了眼底成像系统的小型化。
优选地，所述眼底成像系统满足以下条件式：3.5<ΦG1/ΦG2<4.5；其中，ΦG1为所述接目目镜组的有效口径，ΦG2为所述成像物镜组的有效口径。
本技术方案中，通过接目目镜组和成像物镜组有效口径的限定，进一步减小的眼底成像系统的有效口径，方便了眼底成像系统的设计，减小了接目目镜组和成像物镜组光学总长，实现了眼底成像系统的小型化。
优选地，所述接目目镜组中至少包括一枚胶合透镜；和/或所述成像物镜组中至少包括一枚胶合透镜。
本技术方案中，通过胶合透镜的设置，减小了眼底成像系统的色差和像散，增加了眼底成像系统的成像质量。
优选地，所述接目目镜组中至少包括两枚相邻的胶合透镜，从物面侧到像面侧的方向，两枚相邻的胶合透镜的光焦度分别为正、负、负、正；和/或所述成像物镜组中至少包括两枚相邻的胶合透镜，从物面侧到像面侧的方向，两枚相邻的胶合透镜的光焦度分别为正、负、负、正。
本技术方案中，两枚胶合透镜形成双高斯结构，由于对称的光学结构，眼底成像系统能够对垂轴色差进行良好的控制。
优选地，所述成像物镜组内至少包含一枚聚焦镜片，所述聚焦镜片满足以下条件式：0.03<X1/f1<0.05；其中，X1为所述聚焦镜片的移动距离。
本技术方案中，通过成像物镜组内聚焦镜片的设置，减小了成像的色差，增加了成像的质量；同时，合适的聚焦镜片的移动距离的设置，在具有较高成像质量的同时，也对成像系统的光学总长影响较小，实现了眼底成像系统的小型化。
优选地，所述成像物镜组从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜、负光焦度的第六透镜、负光焦度的第七透镜、正光焦度的第八透镜、正光焦度的第九透镜、正光焦度的第十透镜、负光焦度的第十一透镜；所述第五透镜和所述第六透镜胶合，所述第七透镜和所述第八透镜胶合，所述第十透镜和所述第十一透镜胶合。
优选地，所述接目目镜组从物面侧到像面侧依次包括：正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜和负光焦度的第三透镜，所述第二透镜和所述第三透镜胶合。
本技术方案中，正正负结构的设置，减小了后侧成像物镜组、凝视组件和辅助组件有效口径，实现了眼底成像系统的小型化；同时，胶合透镜的设置，极大地改善了成像的色差和像散，增加了成像的质量。
优选地，所述接目目镜组满足以下条件式：1/|(R12+R21)/(R12-R21)|＞5；其中，R12为所述第一透镜靠近所述像面侧的面，R21为所述第二透镜靠近所述物面侧的面。
本技术方案中，第一透镜靠近所述像面侧的面和第二透镜靠近所述物面侧的面的曲率半径差异较小，方便了设计人员的设计难度，也方便了透镜的加工制作。
优选地，所述第一透镜，第二透镜，第三透镜的焦距与所述接目目镜组的焦距比值分别为(1.3,1.45)，(1.3,1.55)，(-1.85,-1.5)；所述第一透镜，第二透镜，第三透镜的折射率分别为(1.65，1.9)、(1.45，1.55)、(1.7，2.1)；所述第一透镜，第二透镜，第三透镜的阿贝数分别为(45,55)、(75，85)，(25，30)。
与现有技术相比，本发明提供的一种眼底成像系统具有以下有益效果：
1、过接目目镜组和成像物镜组有效口径的限定，进一步减小的眼底成像系统的有效口径，方便了眼底成像系统的设计，减小了接目目镜组和成像物镜组光学总长，实现了眼底成像系统的小型化。
2、两枚胶合透镜形成双高斯结构，由于对称的光学结构，眼底成像系统能够对垂轴色差进行良好的控制。
3、通过成像物镜组内聚焦镜片的设置，减小了成像的色差，增加了成像的质量；同时，合适的聚焦镜片的移动距离的设置，在具有较高成像质量的同时，也对成像系统的光学总长影响较小，实现了眼底成像系统的小型化。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种眼底成像系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种眼底成像系统的结构示意图；
图2是本发明一种眼底成像系统的像差图；
图3是本发明另一种眼底成像系统的结构示意图；
图4是本发明另一种眼底成像系统的像差图。
附图标号说明：10、眼球；G1、接目目镜组；STP、光阑；G2、成像物镜组；G3、凝视组件；G4、辅助组件；20、分光棱镜；21、固视灯；30、传感器；L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；L7、第七透镜；L8、第八透镜；L9、第九透镜；L10、第十透镜；L11、第十一透镜；CG、保护玻璃。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
实施例一：如图1所示，一种眼底成像系统，从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的接目目镜组G1，正光焦度的成像物镜组G2，凝视组件G3，辅助组件G4和传感器30；在检查眼部时，眼球10位于接目目镜组G1的左侧。
凝视组件G3包括分光棱镜20和固视灯21，分光棱镜20设置在辅助组件G4与成像物镜组G2之间，即分光棱镜20能够设置在眼底成像系统的主光轴上；固视灯21沿垂直于眼底成像系统的光轴方向设置在分光棱镜20的外侧，具体地，本实施例中，固视灯21能够设置在分光棱镜20的下侧。
眼球10从左侧向右侧盯紧眼底成像系统时，固视灯21能够发出光源，再通过分光棱镜20以及成像物镜组G2、接目目镜组G1到达眼球10，眼球10即可盯紧固视灯21，减小了眼球10晃动的可能，增加了眼底成像系统测试的精度。
眼底成像系统满足以下条件式：
0.7<f1/f2<1.3；
2<D/f1<3；
其中，f1为接目目镜组G1的焦距，f2为成像物镜组G2的焦距，D为接目目镜组G1和成像物镜组G2之间的间距。
本实施例中，通过特定接目目镜组G1与成像物镜组G2焦距比值的控制，控制了眼底成像系统的放大倍率，增加了眼底成像系统的分辨率；同时，控制了接目目镜组G1与成像物镜组G2之间的间距与接目目镜组G1的焦距的比值在一定范围内，减小了眼底成像系统体积，实现了眼底成像系统的小型化。
眼底成像系统满足以下条件式：3.5<ΦG1/ΦG2<4.5；其中，ΦG1为接目目镜组G1的有效口径，ΦG2为所述成像物镜组G2的有效口径。
本实施例中，通过接目目镜组G1和成像物镜组G2有效口径的限定，进一步减小的眼底成像系统的有效口径，方便了眼底成像系统的设计，减小了接目目镜组G1和成像物镜组G2的光学总长，实现了眼底成像系统的小型化。
优选地，接目目镜组G1中至少包括一枚胶合透镜；和/或成像物镜组G2中至少包括一枚胶合透镜。
通过胶合透镜的设置，减小了眼底成像系统的色差和像散，增加了眼底成像系统的成像质量。
接目目镜组G1中至少包括两枚相邻的胶合透镜，从物面侧到像面侧的方向，两枚相邻的胶合透镜的光焦度分别为正、负、负、正；
和/或
成像物镜组G2中至少包括两枚相邻的胶合透镜，从物面侧到像面侧的方向，两枚相邻的胶合透镜的光焦度分别为正、负、负、正。
本实施例中，两枚胶合透镜形成双高斯结构，由于对称的光学结构，眼底成像系统能够对垂轴色差进行良好的控制。
优选地，成像物镜组G2内至少包含一枚聚焦镜片，聚焦镜片满足以下条件式：
0.03<X1/f<0.05；
其中，X1为聚焦镜片的移动距离。
本实施例中，通过成像物镜组G2内聚焦镜片的设置，减小了成像的色差，增加了成像的质量；同时，合适的聚焦镜片的移动距离的设置，在具有较高成像质量的同时，也对成像系统的光学总长影响较小，实现了眼底成像系统的小型化。
具体地，成像物镜组G2从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第四透镜L4、正光焦度的第五透镜L5、负光焦度的第六透镜L6、负光焦度的第七透镜L7、正光焦度的第八透镜L8、正光焦度的第九透镜L9、正光焦度的第十透镜L10、负光焦度的第十一透镜L11。
第五透镜L5和所述第六透镜L6胶合，第七透镜L7和第八透镜L8胶合，第十透镜L10和第十一透镜L11胶合。
实施例二：一种眼底成像系统，本实施例与实施例一的区别在于接目目镜组G1的具体结构。
在实施例一的基础上，本实施例中，接目目镜组G1从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2和负光焦度的第三透镜L3，第二透镜L2和第三透镜L3胶合。
本实施例中，正正负结构的设置，减小了后侧成像物镜组G2、凝视组件G3和辅助组件G4有效口径，实现了眼底成像系统的小型化；同时，胶合透镜的设置，极大地改善了成像的色差和像散，增加了成像的质量。
优选地，接目目镜组G1满足以下条件式：
1/|(R12+R21)/(R12-R21)|＞5；
其中，R12为第一透镜L1靠近像面侧的面，R21为第二透镜L2靠近物面侧的面。
本实施例中，第一透镜L1靠近所述像面侧的面和第二透镜L2靠近物面侧的面的曲率半径差异较小，方便了设计人员的设计难度，也方便了透镜的加工制作。
第一透镜，第二透镜，第三透镜的焦距与所述接目目镜组的焦距比值分别为(1.3,1.45)，(1.3,1.55)，(-1.85,-1.5)；
第一透镜L1，第二透镜L2，第三透镜L3的折射率分别为(1.65，1.9)、(1.45，1.55)、(1.7，2.1)；
第一透镜L1，第二透镜L2，第三透镜L3的阿贝数分别为(45,55)、(75，85)，(25，30)。
实施例三：一种眼底成像系统，从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的接目目镜组G1，正光焦度的成像物镜组G2，凝视组件G3，辅助组件G4和传感器30。
接目目镜组G1包括正光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有负光焦度的第三透镜L3；其中，第二透镜L2和第三透镜L3胶合。
成像物镜组G2包括具有正光焦度的第四透镜L4，具有正光焦度的第五透镜L5，具有负光焦度的第六透镜L6，具有负光焦度的第七透镜L7，具正光焦度的第八透镜L8，具有正光焦度的第九透镜L9，具有正光焦度的第十透镜L10，具有负光焦度的第十一透镜L11；其中，第五透镜L5和第六透镜L6胶合，第七透镜L7和第八透镜L8胶合，第十透镜L10和第十一透镜L11胶合。
凝视组件G3包括分光棱镜20和固视灯21。
辅助组件G4为保护玻璃CG。
将本实施例的眼底成像系统的基本透镜数据示于表1中，将表1中的可变参数示于表2。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表2中，-25D栏为眼底成像系统能够聚焦于近视2500度眼球时，各个可变参数的具体数值；25D栏为眼底成像系统能够聚焦于远视2500度眼球时，各个可变参数的具体数值；正常眼为眼底成像系统能够聚焦于正常眼球时，各个可变参数的具体数值。
【表1】
【表2】
本实施例中，f1＝21.4mm，f2＝14mm，f1/f2＝1.53；D＝72.19mm+7.99mm＝80.18mm，D/f1＝3.75；
其中，f1为接目目镜组G1的焦距，f2为成像物镜组G2的焦距，D为接目目镜组G1和成像物镜组G2之间的间距。
ΦG1＝25.1mm，ΦG2＝6.2mm，ΦG1/ΦG2＝4.05；
其中，ΦG1为接目目镜组G1的有效口径，ΦG2为成像物镜组G2的有效口径。
X1＝0.92mm，X1/f1＝0.043；
其中，X1为聚焦镜片的移动距离。
1/|(R12+R21)/(R12-R21)|＝1/(2.59mm/50.21mm)＝19.39；
其中，R12为第一透镜L1靠近所述像面侧的面，R21为第二透镜L2靠近所述物面侧的面。
fL1＝28mm，fL2＝28.5mm，fL3＝-38.5mm；
fL1/f1＝1.31，fL2/f1＝1.33，fL3/f1＝-1.8；
其中，fL1为第一透镜L1的焦距，fL2为第二透镜L2的焦距，fL3为第三透镜L3的焦距。
实施例四：一种眼底成像系统，从物面侧到像面侧依次包括：
正光焦度的接目目镜组G1，正光焦度的成像物镜组G2，凝视组件G3，辅助组件G4和传感器30。
接目目镜组G1包括正光焦度的第一透镜L1，具有正光焦度的第二透镜L2，具有负光焦度的第三透镜L3和具有正光焦度的第四透镜L4；其中，第二透镜L2和第三透镜L3胶合。
成像物镜组G2包括具有正光焦度的第五透镜L5，具有正光焦度的第六透镜L6，具有负光焦度的第七透镜L7，具负光焦度的第八透镜L8，具有正光焦度的第九透镜L9，具有正光焦度的第十透镜L10，具有正光焦度的第十一透镜L11和具有负光焦度的第十二透镜；其中，第五透镜L5和第六透镜L6胶合，第七透镜L7和第八透镜L8胶合，第十透镜L10和第十一透镜L11胶合。
凝视组件G3包括分光棱镜20和固视灯21。
辅助组件G4为保护玻璃CG。
将本实施例的眼底成像系统的基本透镜数据示于表3中，将表3中的可变参数示于表4。
在面编号栏中示出了将物侧的面设为第1面而随着朝向像侧逐一增加了编号时的面编号；在表面类型栏示出了某一透镜的表面类型；在曲率半径栏示出了某一透镜在的曲率半径，曲率半径为正时表明表面向物侧方向弯曲，曲率半径为负时表明表面向像侧方向弯曲；在中心厚度栏中示出了各面与在其像侧相邻的面的光轴上的面间隔；在折射率栏示出了某一透镜的折射率；在阿贝数栏示出了某一透镜的阿贝数。
在表4中，-25D栏为眼底成像系统能够聚焦于近视2500度眼球时，各个可变参数的具体数值；25D栏为眼底成像系统能够聚焦于远视2500度眼球时，各个可变参数的具体数值；正常眼为眼底成像系统能够聚焦于正常眼球时，各个可变参数的具体数值。
【表3】
【表4】
本实施例中，f1＝24.5mm，f2＝16.8mm，f1/f2＝1.46；D＝78.26mm+8.78mm＝87.04mm，D/f1＝3.55；
其中，f1为接目目镜组G1的焦距，f2为成像物镜组G2的焦距，D为接目目镜组G1和成像物镜组G2之间的间距。
ΦG1＝25.26mm，ΦG2＝6.02mm，ΦG1/ΦG2＝4.2；
其中，ΦG1为接目目镜组G1的有效口径，ΦG2为成像物镜组G2的有效口径。
X1＝0.88mm，X1/f1＝0.036；
其中，X1为聚焦镜片的移动距离。
1/|(R12+R21)/(R12-R21)|＝1/(6.41mm/54.31mm)＝8.47；
其中，R12为第一透镜L1靠近所述像面侧的面，R21为第二透镜L2靠近物面侧的面。
fL1＝35.2mm，fL2＝37.5mm，fL3＝-37.4mm；
fL1/f1＝1.44，fL2/f1＝1.53，fL3/f1＝-1.53；
其中，fL1为所述第一透镜L1的焦距，fL2为所述第二透镜L2的焦距，fL3为第三透镜L3的焦距。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
