УСТРОЙСТВО ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГЛАЗНОГО ДНА Российский патент 2005 года по МПК A61B3/12 

Предлагаемое изобретение относится к области медицинских приборов и инструментов для диагностических целей и может быть использовано в качестве системы визуального наблюдения и регистрации изображения глазного дна.

Известно устройство (Патент США №5300964 "Fundus camera" от 05.04.94). Оно состоит из входного объектива, кольцевого зеркала с прозрачным окном на оптической оси системы, проекционной оптической системы, фоторегистрирующего материала, окуляра и осветителя, выполненного в виде коллиматора и спектрального фильтра, за которым соосно расположены и оптически связанны два источника света, один из которых непрерывный, а другой импульсный.

При этом пациент фиксирует взгляд на неподвижном точечном предмете, расположенном так, чтобы за счет разворота глаза в поле зрения прибора помещалась нужная область глазного дна. Коллимированный свет от непрерывного источника с помощью кольцевого зеркала и объектива проектируют на зрачок пациента и он, пройдя сквозь хрусталик, освещает глазное дно. Рассеянный на глазном дне свет вновь проходит через хрусталик и с помощью объектива и проекционной оптической системы формируется в плоскости фоторегистрирующего материала в действительное изображение глазного дна. Это изображение с помощью опущенного подъемного зеркала визуально наблюдают через окуляр.

Для регистрации изображения на фотоматериале глазное дно освещают короткой вспышкой видимого света импульсной лампы.

Недостаток прибора состоит в высоком уровне освещенности исследуемого глазного дна, сложности оптической системы, низком контрасте получаемого изображения глазного дна и невозможности цифровой регистрации изображения в реальном времени.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является патент США "Digital eye саmеrа" №6361167 В1 от 26.03.02. Это устройство состоит из регистрирующей изображение глазного дна ПЗС камеры, первой оптической системы (входного объектива), формирующей действительное изображение глазного дна пациента, поляризационного светоделителя, оптической системы, формирующей световой пучок подсветки глазного дна, и второй оптической системы, сопрягающей линейные размеры действительного изображения за входным объективом с апертурой ПЗС камеры. Кроме того, устройство содержит ряд технологических и вспомогательных систем автоматизации процесса юстировки и адаптации.

Недостаток прототипа состоит в высоком уровне освещенности исследуемого глазного дна, низком контрасте получаемого изображения и сложности оптической системы.

Недостатки обусловлены тем, что для формирования светового пучка освещения глазного дна и изображения глазного дна использованы различные оптические элементы. Кроме того, регистрация изображения в нем реализуется с потерей половины рассеянного на глазном дне света. По этой причине прибор имеет высокие оптические потери, высокий уровень светового рассеяния, высокий уровень постоянной составляющей в пространственном спектре изображения и, как следствие, низкий контраст регистрируемого изображения.

Целью изобретения является уменьшение уровня освещения глазного дна, уровня паразитных бликов и повышение контраста регистрируемого изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из входного объектива, камеры электронной регистрации изображения (ПЗС камеры) и оптической системы сопряжения, осветитель выполнен в виде бескорпусного светоизлучающего диода, укрепленного на оптически прозрачной подложке и расположенного в поле зрения камеры электронной регистрации изображения.

Новизна заявленных признаков состоит в применении коллинеарной оптической схемы прибора, в которой освещение и визуализация глазного дна реализуются одними и теми же оптическими элементами. А повышение контраста изображения достигается частичным апертурным винъетированием регистрируемого светового пучка. При этом устранение бликов оптики достигается за счет фокусировки отраженного от оптических поверхностей света на малоразмерных светопоглощающих экранах, нанесенных на поверхность оптических элементов.

Положительный эффект достигается за счет того, что предлагаемое решение позволяет уменьшить число оптических поверхностей оптической системы и благодаря этому уменьшить интенсивность рассеянного света и паразитных бликов. Кроме того, винъетирование нулевой компоненты пространственного Фурье-спектра бескорпусным светодиодом осветителя и светопоглощающими экранами дополнительно увеличивает контраст изображения.

Изучение и анализ известной научно-технической и патентной литературы показал, что полной совокупности признаков, характеризующих данные технические решения, ранее не известно, т.е. заявляемые решения отвечают критерию "новизна".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема устройства.

На фиг.2 представлена схема светодиодного источника света.

Схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1 Она состоит из источника света 1 в виде бескорпусного полноцветного светодиода, расположенного в фокусе объектива 2, входного объектива 3, ПЗС камеры 4 со своим объективом 5 и компьютера 6.

Источник 1 излучает свет в виде синхронизированных с ПЗС камерой 4 световых импульсов. Этот свет попадает в оптическую систему из объективов 2 и 3, расположенных вдоль оптической оси на расстоянии, равном сумме их рабочих отрезков. За счет этого свет источника 1 фокусируется в фокусе объектива 3 в пятно с минимальным размером. В другом фокусе объектива 3 расположен зрачок глаза 7. Таким образом, свет источника 1 освещает глазное дно глаза 7, а отраженный от оптических поверхностей оптических элементов свет (блики) фокусируется на светопоглотителях 10.

Из рассеянного на глазном дне света объектив 3 строит действительное изображение глазного дна, которое объектив 2 переносит в бесконечность. При этом постоянная пространственная составляющая изображения, представляющая собой неинформативный фон, фокусируется объективом 2 на светодиоде 1 и поглощается. Остальной свет проходит без искажений сквозь оптически прозрачную подложку источника 1 и объективом 5 трансформируется на апертуре ПЗС камеры 4 в действительное изображение глазного дна глаза 7. Преобразованное камерой 4 в электрический сигнал, это изображение поступает в компьютер 6, где отображается на дисплее и регистрируется в цифровом виде.

На фиг.2 представлена схема источника света. Он состоит из оптически прозрачной подложки 8, на которую нанесены два пленочных электрода 9. На электродах жестко закреплен кристалл 1 безкорпусного светодиода.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к средствам для визуального наблюдения, а также фотографической и цифровой регистрации изображения глазного дна. Устройство для визуализации глазного дна содержит осветитель, выполненный в виде безкорпусного светоизлучающего диода 1, жестко закрепленного на двух пленочных электродах 9, нанесенных на оптически прозрачную подложку 8. Устройство содержит также объективы 2 и 5, входной объектив 3, ПЗС камеру 4 и компьютер 6. На поверхность оптических элементов нанесены светопоглощающие экраны 10 для устранения бликов и увеличения контраста изображения. Свет светоизлучающего диода 1 освещает глазное дно глаза 7, а отраженный от оптических поверхностей оптических элементов свет (блики) фокусируется на светопоглотителях 10. Изобретение позволяет уменьшить уровень освещения глазного дна, уровень паразитных бликов и повысить контраст регистрируемого изображения. 2 ил.

Устройство для визуализации глазного дна, содержащее осветитель, входной объектив, камеру электронной регистрации изображения, и оптическую систему сопряжения, отличающееся тем, что на поверхность оптических элементов нанесены светопоглощающие экраны для устранения бликов и увеличения контраста изображения, а осветитель выполнен в виде безкорпусного светоизлучающего диода, укрепленного на оптически прозрачной подложке и расположенного в поле зрения камеры электронной регистрации изображения.