眼底攝像裝置及其成像方法

眼底攝像裝置及其成像方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種眼底攝像裝置及其成像方法。眼底攝像裝置包含一發(fā)光模塊、一分光單元、一單色式感光元件及一影像合成模塊。發(fā)光模塊分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源。分光單元位于發(fā)光模塊的光路上。分光單元分別反射復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至一待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由眼底反射，以分別成為一反射光線。單色式感光元件分別接收各反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各單色光源的一單色影像。影像合成模塊接收各單色影像，以合成為一彩色影像。以此，本發(fā)明可具有品質(zhì)良好的眼底成像，且可降低成本。
【專利說(shuō)明】眼底攝像裝直及其成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種攝像裝置及其成像方法，特別是關(guān)于一種眼睛的光學(xué)影像，以應(yīng)用于眼睛檢測(cè)的眼底攝像裝置及其成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的眼睛檢測(cè)裝置大多包含眼壓計(jì)、驗(yàn)光機(jī)及眼底攝像裝置等等；眼睛的視網(wǎng)膜后方稱為眼底，而眼底攝像裝置則是用來(lái)觀察眼底的光學(xué)檢測(cè)裝置。眼底攝像裝置主要用來(lái)檢查眼底的黃斑部及視神經(jīng)有無(wú)病變，例如通過(guò)眼底光學(xué)影像裝置可以診斷一些眼底的病變?nèi)缜喙庋?、視神?jīng)炎或黃斑部病變；又或者是由于觀察眼底就能直接看到血管，因此也可作為糖尿病視網(wǎng)膜病變并發(fā)癥的篩檢工具。
[0003]已知的眼底攝像裝置主要是將單一光源投射到待測(cè)者的眼底，此時(shí)光源會(huì)被待測(cè)者的眼底所反射或散射，并成像于感光元件上，以此眼科醫(yī)師將可以觀看到待測(cè)者眼底的情形，如美國(guó)專利號(hào)US2011/0299036 ;因眼底所反射或散射較為微弱而導(dǎo)致成像較不易，然而已知技術(shù)利用單一光源進(jìn)行投射時(shí)，為使成像良好則可能增強(qiáng)光源的強(qiáng)度，此時(shí)卻使得瞳孔因光源的增強(qiáng)而縮小，因此造成眼底可檢驗(yàn)的面積隨之縮小。另一部分的已知技術(shù)會(huì)于增加光源強(qiáng)度的同時(shí)，對(duì)待測(cè)者的眼睛施加散瞳劑，而散瞳劑會(huì)使待測(cè)者的眼睛產(chǎn)生不適感，對(duì)待測(cè)者而言，其實(shí)為一大困擾。
[0004]綜觀前述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人思索并設(shè)計(jì)一種眼底攝像裝置及其成像方法，以針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺失加以改善，進(jìn)而增進(jìn)產(chǎn)業(yè)上的實(shí)施利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于上述已知技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是在提供一種眼底攝像裝置及成像方法，以解決已知技術(shù)的眼底成像不易等問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種眼底攝像裝置，其包含發(fā)光模塊、分光單元、單色式感光元件及影像合成模塊。發(fā)光模塊分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源。分光單元位于發(fā)光模塊的光路上，并分別反射復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由眼底反射，以分別成為反射光線。單色式感光元件分別接收各反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各單色光源的單色影像。影像合成模塊接收各單色影像，以合成為彩色影像。
[0008] 較佳地，還可包含遮罩模塊，其可緊密地貼合于待測(cè)者的眼部，以隔絕外界光源進(jìn)入待測(cè)者的眼球。
[0009]較佳地，還可包含定位模塊，其可夾持或支撐待測(cè)者的臉部，使眼底維持于反射光線的光路上。
[0010]較佳地，還可包含感測(cè)模塊及防手振模塊；感測(cè)模塊感測(cè)眼底攝像裝置的振動(dòng)，以產(chǎn)生振動(dòng)訊號(hào)；防手振模塊可根據(jù)振動(dòng)訊號(hào)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償。
[0011]較佳地，還可包含影像辨識(shí)模塊，其可由各單色影像中辨識(shí)出預(yù)定影像特征，影像合成模塊依據(jù)預(yù)定影像特征，以進(jìn)行將各單色影像合成為彩色影像。
[0012]較佳地，還可包含光學(xué)元件組，其位于眼底與單色式感光元件之間的光路上，以通過(guò)光學(xué)元件組放大或縮小反射光線成像于單色式感光元件的尺寸。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種成像方法，以應(yīng)用于眼底攝像裝置，其包含下列步驟:提供發(fā)光模塊分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源；利用分光單元位于發(fā)光模塊的光路上，并分別反射復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由眼底反射，以分別成為反射光線；以單色式感光元件分別接收各反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各單色光源的單色影像；以及通過(guò)影像合成模塊接收各單色影像，以合成為彩色影像。
[0014]較佳地，還可包含遮罩模塊；成像方法還可包含下列步驟:通過(guò)遮罩模塊緊密地貼合于待測(cè)者的眼部，以隔絕外界光源進(jìn)入待測(cè)者的眼球。
[0015]較佳地，還可包含定位模塊，所述成像方法還可包含下列步驟:以定位模塊夾持或支撐待測(cè)者的臉部，使眼底維持于反射光線的光路上。
[0016]較佳地，還可包含下列步驟:以感測(cè)模塊感測(cè)眼底攝像裝置的振動(dòng)，以產(chǎn)生振動(dòng)訊號(hào)；以及以防手振模塊根據(jù)振動(dòng)訊號(hào)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償。
[0017]較佳地，還可包含下列步驟:以影像辨識(shí)模塊由各單色影像中辨識(shí)出預(yù)定影像特征；以及以影像合成模塊依據(jù)預(yù)定影像特征，以進(jìn)行將各單色影像合成為彩色影像。
[0018]較佳地，還可包含光學(xué)元件組，其位于眼底與單色式感光元件之間的光路上，以通過(guò)光學(xué)元件組放大或縮小反射光線成像于單色式感光元件的尺寸。
[0019]承上所述，依本發(fā)明的眼底攝像裝置及其成像方法，其可具有一或多個(gè)下述優(yōu)點(diǎn)；
[0020](I)此眼底攝像裝置及其成像方法可通過(guò)使用復(fù)數(shù)個(gè)單色光源，且應(yīng)用眼睛對(duì)于不同波長(zhǎng)的接收度的不同，而可于適當(dāng)光源強(qiáng)度下以投射至眼底，以此可有效地得到更大范圍的眼底影像。
[0021](2)此眼底攝像裝置及其成像方法可通過(guò)使用單色式感光元件，以此可有效地降低成本。
[0022](3)此眼底攝像裝置及其成像方法可通過(guò)使用單色式感光元件，在感光元件的面積相同下，單色式感光元件相較彩色式感光元件可提高解析度，或在相同解析度下，單色式感光元件相較彩色式感光元件可縮小其尺寸，以此可有效提升影像品質(zhì)或縮小體積。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的眼底攝像裝置的方塊圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的眼底攝像裝置的示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明的眼底攝像裝置的一實(shí)施例的第一示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的眼底攝像裝置的一實(shí)施例的第二示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的眼底攝像裝置的另一實(shí)施例的第一示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明的眼底攝像裝置的另一實(shí)施例的第二示意圖。
[0029]圖7為本發(fā)明的成像方法的步驟圖。
【具體實(shí)施方式】[0030]為利貴審查員了解本發(fā)明的技術(shù)特征、內(nèi)容與優(yōu)點(diǎn)及其所能達(dá)成的功效，以下將本發(fā)明配合附圖，并以實(shí)施例的表達(dá)形式詳細(xì)說(shuō)明如下，而其中所使用的圖式，其主旨僅為示意及輔助說(shuō)明書(shū)之用，未必為本發(fā)明實(shí)施后的真實(shí)比例與精準(zhǔn)配置，故不應(yīng)就附圖的比例與配置關(guān)系解讀、局限本發(fā)明于實(shí)際實(shí)施上的權(quán)利范圍，事先聲明。
[0031]請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的眼底攝像裝置的方塊圖。如圖所示，本發(fā)明提供一種眼底攝像裝置1，其包含了發(fā)光模塊10、分光單元11、單色式感光元件12及影像合成模塊13。發(fā)光模塊10分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源101。分光單兀11位于發(fā)光模塊10的光路上，并分別反射復(fù)數(shù)個(gè)單色光源101至待測(cè)者2的眼底21，再經(jīng)由眼底21反射，以分別成為反射光線211。單色式感光元件12可為互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體元件(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor, CMOS)或電荷I禹合兀件(Charge-Coupled-Device, CCD),其分別接收各反射光線211，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各單色光源101的單色影像121。影像合成模塊13接收各單色影像121，以合成為彩色影像131。
[0032]值得注意的是，單色光源101可為紅色、綠色、藍(lán)色或因應(yīng)人眼的可見(jiàn)光波長(zhǎng)(400~700nm)區(qū)段而進(jìn)行調(diào)整。因人眼對(duì)可見(jiàn)各波長(zhǎng)的光源感知度不同，若將單色光源101選擇使用感知度較低的波長(zhǎng)光源，則可在增加光強(qiáng)度下，而不致使待測(cè)者2的瞳孔縮小，因此可獲得較大范圍的眼底影像。
[0033]請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2，其為本發(fā)明的眼底攝像裝置的示意圖。具體而言，欲拍攝眼底的影像時(shí)，使用者可先控制或自動(dòng)地使發(fā)光模塊10依序的發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源101，于本實(shí)施例中是以三個(gè)單色光源101作為示例，但不以此為限。當(dāng)發(fā)光模塊10發(fā)射第一單色光源1011，其經(jīng)由光路上分光單元11的反射，而使其光路轉(zhuǎn)向往待測(cè)者2的眼底21射入。眼底21將第一單色光源1011反射或散射出以形成反射光線211，且反射光線211穿透過(guò)分光單元11而投射至單色式感光元件12上。此時(shí)，單色式感光元件12將反射光線211的光學(xué)訊號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào)，以產(chǎn)生第一單色影像1211。接著，發(fā)光模塊10發(fā)射第二單色光源1012，并以同樣的方式形成第二單色影像1212后，發(fā)光模塊10發(fā)射第三單色光源1013，來(lái)形成第三單色影像1213。當(dāng)?shù)谝粏紊跋?211、第二單色影像1212、第三單色影像1213分別形成后，影像合成模塊13再將三者進(jìn)行合成，以形成彩色影像131。其影像合成的手段為此領(lǐng)域的技術(shù)工作者所熟知，例如已知的三原色灰階影像合成為彩像影像的方式，故在此不再贅述。
[0034]請(qǐng)一并參閱圖3及圖4 ;圖3為本發(fā)明的眼底攝像裝置的一實(shí)施例的第一示意圖；圖4為本發(fā)明的眼底攝像裝置的一實(shí)施例的第二示意圖。本實(shí)施例與前述類似，其類似的部分于此不再贅述。如圖所示，本實(shí)施例的眼底攝像裝置I是以一般式的眼底照相機(jī)(Fundus Camera)作為示例，其中眼底攝像裝置I`還可包含遮罩模塊14及定位模塊15。遮罩模塊14可為單眼式或雙眼式的眼罩，其可利用軟性材質(zhì)(如泡綿或橡膠等)制成。定位模塊15用以?shī)A持或支撐待測(cè)者2的臉部，使待測(cè)者2的眼底21可維持于各單色光源101及各反射光線211的光路上。
[0035]進(jìn)一步的說(shuō)，影像合成模塊13在進(jìn)行影像合成時(shí)，若各單色影像121的眼底位置分別位于影像中的不同位置，此情形可能造成像影像合成模塊13進(jìn)行影像合成困難度提高，或者是因?yàn)榛蝿?dòng)等情形而造成影像模糊，使得影像合成模塊13合成的彩像影像131銳利度或清晰度不佳，而造成檢測(cè)人員(如醫(yī)師)于檢測(cè)上的困難，更甚可能造成檢測(cè)人員的誤判。因此，當(dāng)待測(cè)者2進(jìn)行眼底檢查時(shí)，其可將臉部放置于定位模塊15上，以使定位模塊15可確實(shí)地支撐待測(cè)者2的臉部(如下顎)，進(jìn)而可讓待測(cè)者2的眼底可維持于相同位置，也可減少晃動(dòng)。另一方面，待測(cè)者2可將其眼部緊貼于遮罩模塊14，以此可隔絕外界光源進(jìn)入待測(cè)者2的眼球或眼底21，以影響各單色影像121的成像。
[0036]順帶一提的是，眼底攝像裝置I還可包含光學(xué)元件組16，其可具有至少一透鏡或至少一光圈等，光學(xué)元件組16可位于眼底21與單色式感光元件12間的光路上，以通過(guò)光學(xué)元件組16放大或縮小反射光線211成像于單色式感光元件12的尺寸。
[0037]請(qǐng)參閱圖5及圖6 ;圖5為本發(fā)明的眼底攝像裝置的另一實(shí)施例的第一示意圖；圖6為本發(fā)明的眼底攝像裝置的另一實(shí)施例的第二示意圖。本實(shí)施例與前述類似，其類似的部分于此不再贅述。如圖所示，本實(shí)施例的眼底攝像裝置I是以手持式的眼底照相機(jī)(FundusCamera)作為示例。眼底攝像裝置I還可包含感測(cè)模塊17及防手振模塊18。感測(cè)模塊17其可包含位置感測(cè)器和角速度感測(cè)器(未繪示于圖中)，以感測(cè)眼底攝像裝置I的振動(dòng)，以產(chǎn)生振動(dòng)訊號(hào)171，并傳送至防手振模塊18。感測(cè)模塊17通過(guò)位置感測(cè)器以得知眼底攝像裝置I的位置移動(dòng)量。感測(cè)模塊17可通過(guò)角速度感測(cè)器以得知眼底攝像裝置I的角速度變化量。防手振模塊18根據(jù)振動(dòng)訊號(hào)171進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償181，其振動(dòng)補(bǔ)償方式可利用機(jī)械式地移動(dòng)單色式感光元件12，以進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償181。上述防手振的手段為此領(lǐng)域的技術(shù)工作者所熟知，故在此不再加以描述。
[0038]當(dāng)檢測(cè)人員手持眼底攝像裝置I對(duì)待測(cè)者2進(jìn)行眼底檢測(cè)時(shí)，利用防手振的方式以改善手持時(shí)可能產(chǎn)生的振動(dòng)或位置偏移，進(jìn)而減少模糊或錯(cuò)位的影像的產(chǎn)生。
[0039]另一方面，眼底攝像裝置I還包含影像辨識(shí)模塊19。影像辨識(shí)模塊19由各單色影像121中辨識(shí)出預(yù)定影像特征1214，并提供至影像合成模塊13。影像合成模塊13依據(jù)預(yù)定影像特征1214為各單色影像121的對(duì)位點(diǎn)，以進(jìn)行將各單色影像121合成為彩色影像131。其中預(yù)定影像特征1214可利用眼底21均具有的視神經(jīng)盤，而加以進(jìn)行辨識(shí)或?qū)ξ缓铣?。上述影像辨識(shí)的手段為此·領(lǐng)域的技術(shù)工作者所熟知，故在此不再加以描述。通過(guò)影像辨識(shí)后疊合的方式可減少眼底21無(wú)法確實(shí)地位于光路上所產(chǎn)生的錯(cuò)誤影像或疊合失敗。
[0040]請(qǐng)參閱圖7，其為本發(fā)明的成像方法的步驟圖。如圖所示，本發(fā)明的成像方法，其適用于眼底攝像裝置。成像方法包含下列步驟:
[0041]S71:提供發(fā)光單元分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源；
[0042]S72:利用分光單元位于發(fā)光單元的光路上，并分別反射復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由眼底反射，以分別成為反射光線；
[0043]S73:以單色式感光元件分別接收各反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各單色光源的單色影像；以及
[0044]S74:通過(guò)影像合成模塊接收各單色影像，以合成為彩色影像。
[0045]本發(fā)明的眼底攝像裝置的成像方法的詳細(xì)說(shuō)明以及實(shí)施方式已于前面敘述本發(fā)明的攝像裝置時(shí)描述過(guò)，在此為了簡(jiǎn)略說(shuō)明便不再敘述。
[0046]以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于后附的權(quán)利要求范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種眼底攝像裝置，其特征在于，它包含: 發(fā)光模塊，分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源； 分光單元，位于所述發(fā)光模塊的光路上，并分別反射所述復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由所述眼底反射，以分別成為反射光線； 單色式感光元件，分別接收各所述反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各所述單色光源的單色影像；以及 影像合成模塊，接收各所述單色影像，以合成為彩色影像。
2.如權(quán)利要求1所述的眼底攝像裝置，其特征在于，還包含遮罩模塊，緊密地貼合于所述待測(cè)者的眼部，以隔絕外界光源進(jìn)入所述待測(cè)者的眼球。
3.如權(quán)利要求1所述的眼底攝像裝置，其特征在于，還包含定位模塊，夾持或支撐所述待測(cè)者的臉部，使所述眼底維持于所述反射光線的光路上。
4.如權(quán)利要求1所述的眼底攝 像裝置，其特征在于，還包含感測(cè)模塊及防手振模塊，所述感測(cè)模塊感測(cè)所述眼底攝像裝置的振動(dòng)，以產(chǎn)生振動(dòng)訊號(hào)，所述防手振模塊根據(jù)所述振動(dòng)訊號(hào)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償。
5.如權(quán)利要求1所述的眼底攝像裝置，其特征在于，還包含影像辨識(shí)模塊，由各所述單色影像中辨識(shí)出預(yù)定影像特征，所述影像合成模塊依據(jù)所述預(yù)定影像特征，以進(jìn)行將各所述單色影像合成為所述彩色影像。
6.如權(quán)利要求1所述的眼底攝像裝置，其特征在于，還包含光學(xué)元件組，位于所述眼底與所述單色式感光元件之間的光路上，以通過(guò)所述光學(xué)元件組放大或縮小所述反射光線成像于所述單色式感光元件的尺寸。
7.一種成像方法，以應(yīng)用于眼底攝像裝置，其特征在于，包含下列步驟: 提供發(fā)光模塊分別發(fā)出復(fù)數(shù)個(gè)單色光源； 利用分光單元位于所述發(fā)光模塊的光路上，并分別反射所述復(fù)數(shù)個(gè)單色光源至待測(cè)者的眼底，再經(jīng)由所述眼底反射，以分別成為反射光線； 以單色式感光元件分別接收各所述反射光線，并分別據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各所述單色光源的單色影像；以及 通過(guò)影像合成模塊接收各所述單色影像，以合成為彩色影像。
8.如權(quán)利要求7所述的成像方法，其特征在于，還包含遮罩模塊，所述成像方法還包含下列步驟: 通過(guò)所述遮罩模塊緊密地貼合于所述待測(cè)者的眼部，以隔絕外界光源進(jìn)入所述待測(cè)者的眼球。
9.如權(quán)利要求7所述的成像方法，其特征在于，還包含定位模塊，所述成像方法還包含下列步驟: 以所述定位模塊夾持或支撐所述待測(cè)者的臉部，使所述眼底維持于所述反射光線的光路上。
10.如權(quán)利要求7所述的成像方法，其特征在于，還包含下列步驟: 以感測(cè)模塊感測(cè)所述眼底攝像裝置的振動(dòng)，以產(chǎn)生振動(dòng)訊號(hào)；以及 以防手振模塊根據(jù)所述振動(dòng)訊號(hào)進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償。
11.如權(quán)利要求7所述的成像方法，其特征在于，還包含下列步驟:以影像辨識(shí)模塊由各所述單色影像中辨識(shí)出預(yù)定影像特征；以及以所述影像合成模塊依據(jù)所述預(yù)定影像特征，以進(jìn)行將各所述單色影像合成為所述彩色影像。
12.如權(quán)利要求7所述的成像方法，其特征在于，還包含光學(xué)元件組，位于所述眼底與所述單色式感光元件之間的光路上，以通過(guò)所述光學(xué)元件組放大或縮小所述反射光線成像于所述單色式感光元件 的尺寸。
【文檔編號(hào)】A61B3/12GK103565402SQ201210271830
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】徐振強(qiáng) 申請(qǐng)人:華晶科技股份有限公司