CN119986968A - 一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜 - Google Patents

Abstract

本发明采用简约的光学结构，接目物镜采用一片弯月型镜片和一组胶合镜片的组合实现大视场眼底成像，少的镜片数不仅减轻了镜头的重量，而且减少了镜片表面反射带来的杂散光，且接目物镜在胶合面采用球面，利于胶合透镜的胶合和加工。本发明中所设计的非球面面型未出现反曲，易于加工和检测；光路走向并未出现较大转折，公差较大，易于装配。本发明有较长的工作距离，可保证拍摄时患者的舒适度；具有较高的分辨率，眼底分辨率在10um左右；像距/焦距>0.6,可减少镜片表面发射引起的杂散光。本发明在保证较高分辨率和人眼舒适度的情况下，进一步增大了眼底成像的范围，可以提供110°的像方大视场，对应眼底165°的超广角成像视野。

Description

一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜

技术领域

本发明涉及眼底成像技术领域，特别涉及一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜。

背景技术

视网膜疾病是全球第三大致盲性眼病(WHO 2024)，2024年《全球眼健康报告》显示，全球约2.3亿人受视网膜病变困扰，严重威胁人类视觉健康，不仅会导致视力不同程度的损伤，甚至会造成患者失明。临床上以血管源性病变、婴幼儿眼病、视网膜裂孔及脱落等疾病多见，这些疾病往往早期出现在视网膜周边区域，后逐步影响中周部和后极部。

传统眼底成像技术存在显著局限，只能拍摄20°-60°眼底区域，能够有效显示视网膜及黄斑两个眼底重要区域，主要集中在后极部(占视网膜总面积的30％-40％)。但早期病变发生在中周部及周边部区域，采用传统眼底相机不能拍摄到病变区域，导致病变漏诊率高达34％(2024年《眼科临床数据年报》)，而错过机会对患者早发现、早治疗。

近年来基于超广角成像技术，增大眼底成像视野方面有了较大突破。出现了90°视场的眼底成像设备，拍摄区域基本覆盖后极部和中周部，但仍无法观察到视网膜远周部区域。但该区域的早期病变检测极为重要，糖尿病视网膜病变中远周部涡静脉区域新生血管检出率是中周部的2.6倍；高度近视周边变性中远周部视网膜变薄率高达73％；涡静脉穿出点附近的视网膜裂孔占所有裂孔的68％。

因此，追求更大的眼底成像视野仍是眼底成像的重要发展方向。通过扫描成像的方式可以对眼底进行超广角成像，超广角眼底成像设备可以通过一次免散瞳的拍摄获得大视野的眼底图像，这优化了眼科诊断的流程，提高了诊断效率。接目物镜是超广角眼底成像的关键部件，具有较大的成像视场角，且瞳孔位于接目物镜的前方，并要求瞳孔和接目物镜之间的工作距离尽可能大，这些对接目物镜的设计提出了较高的要求。

发明内容

为了实现本发明的上述目的和其他优点，本发明的目的是提供一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，包括接目物镜单片透镜、接目物镜胶合透镜，所述接目物镜单片透镜、所述接目物镜胶合透镜从瞳孔侧至像面侧依次设置；

所述接目物镜单片透镜为弯月型透镜，所述弯月型透镜的凹面为球面且朝向瞳孔，所述弯月型透镜的凸面为非球面；

所述接目物镜胶合透镜从瞳孔侧至像面侧依次由第一非球面镜片、双凹型镜片、第二非球面镜片胶合；

所述第一非球面镜片为双凸形镜片，所述第一非球面镜片的非胶合面、胶合面分别为非球面、球面，所述双凹型镜片两侧的胶合面均为球面，所述第二非球面镜片为双凸型镜片，所述第二非球面镜片的胶合面、非胶合面分别为球面、非球面。

进一步地，所述接目物镜像距与焦距的关系为：0.6<像距/焦距<1。

进一步地，所述弯月型透镜的凹面表面曲率半径为-40～-42mm，所述弯月型透镜的凹面表面净口径为20～22mm。

进一步地，所述弯月型透镜的凸面为标准二阶非球面，所述弯月型透镜的凸面表面曲率半径为-20～-22mm，所述弯月型透镜的凸面表面净口径为23～25mm，所述弯月型透镜的凸面表面圆锥系数为-0.34～-0.36。

进一步地，所述接目物镜单片透镜中心厚度为13～15mm。

进一步地，所述接目物镜胶合透镜净口径为38～40mm。

进一步地，所述第一非球面镜片的非胶合面为标准二次非球面，所述第一非球面镜片的非胶合面曲率半径为67～69mm，所述第一非球面镜片的非胶合面圆锥系数为-28～-30，所述第一非球面镜片的胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述第一非球面镜片中心厚度为16～18mm。

进一步地，所述双凹型镜片靠近瞳孔侧胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述双凹型镜片远离瞳孔侧胶合面曲率半径为100～102mm，所述双凹型镜片中心厚度为4～5mm。

进一步地，所述第二非球面镜片胶合面曲率半径为100～102mm，所述第二非球面镜片非胶合面为高阶偶次非球面，所述第二非球面镜片非胶合面曲率半径无限大，所述第二非球面镜片非胶合面圆锥系数为0，所述第二非球面镜片非胶合面非球面四阶项为-5.296E-06，所述第二非球面镜片非胶合面六阶项为3.885E-09，所述第二非球面镜片非胶合面八阶项为-2E-12，所述第二非球面镜片非胶合面十阶项为4.338E-16，所述第二非球面镜片中心厚度为15～16mm。

进一步地，所述接目物镜单片透镜凸面与所述第一非球面镜片非胶合面的中心间距为0.3～0.5。

进一步地，所述接目物镜单片透镜的折射率Nd满足1.6＜Nd＜1.8，阿贝数Vd满足52＜Vd＜54，所述第一非球面镜片的折射率Nd满足1.7＜Nd＜1.9，阿贝数Vd满足45＜Vd＜47，所述双凹型镜片的折射率Nd满足1.9＜Nd＜2.1，阿贝数Vd满足17＜Vd＜19，所述第二非球面镜片的折射率Nd满足1.8＜Nd＜2，阿贝数Vd满足40＜Vd＜42。

进一步地，所述接目物镜单片透镜和所述接目物镜胶合透镜采用玻璃材料制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜

本发明采用简约的光学结构，接目物镜采用一片弯月型镜片和一组胶合镜片的组合实现大视场眼底成像，少的镜片数不仅减轻了镜头的重量，而且减少了镜片表面反射带来的杂散光，且接目物镜在胶合面采用球面，利于胶合透镜的胶合和加工。本发明中所设计的非球面面型未出现反曲，易于加工和检测。本发明中光路走向并未出现较大转折，公差较大，易于装配。

本发明有较长的工作距离(接目物镜到瞳孔的距离)，可保证对患者拍摄时患者的舒适度。本发明具有较高的分辨率，眼底分辨率在10um左右。本发明的像距/焦距>0.6,可减少镜片表面发射引起的杂散光。

本发明在保证较高分辨率和人眼舒适度的情况下，进一步增大了眼底成像的范围，可以提供110°的像方大视场，对应眼底165°的超广角成像视野。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为用于超广角眼底彩色成像的接目物镜示意图；

图2为点列图；

图3为MTF图；

图4为畸变图。

图中：1、接目物镜单片透镜；2、接目物镜胶合透镜；21、第一非球面镜片；22、双凹型镜片；23、第二非球面镜片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。

涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

实施例1

一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，能够用于110°大视场眼底成像，通过合理的光学结构设计，实现眼底超广角成像。如图1所示，该接目物镜包括接目物镜单片透镜1、接目物镜胶合透镜2，所述接目物镜单片透镜、所述接目物镜胶合透镜从瞳孔侧至像面侧依次设置；即接目物镜单片透镜1位于靠近瞳孔一侧，接目物镜胶合透镜2位于远离瞳孔一侧。

所述接目物镜单片透镜为弯月型透镜，所述弯月型透镜的凹面为球面且朝向瞳孔，所述弯月型透镜的凸面为非球面；

所述接目物镜胶合透镜2从瞳孔侧至像面侧依次由第一非球面镜片21、双凹型镜片22、第二非球面镜片23胶合；即接目物镜胶合透镜2由两片非球面镜片(即第一非球面镜片21和第二非球面镜片23)和一片双凹型镜片22胶合；其中，靠近人眼瞳孔的为接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21，中间的为接目物镜胶合透镜2的中双凹型镜片22，远离人眼瞳孔的为接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23。

所述第一非球面镜片为双凸形镜片，所述第一非球面镜片的非胶合面、胶合面分别为非球面、球面，所述双凹型镜片两侧的胶合面均为球面，所述第二非球面镜片为双凸型镜片，所述第二非球面镜片的胶合面、非胶合面分别为球面、非球面。

在一些实施例中，接目物镜焦距为28～32mm，视场范围为114°，工作距离(接目物镜到瞳孔之间的距离)为21mm,像距为13～15mm，接目物镜像方远心，各视场远心度<0.3％。长的工作距离可以保证接目物镜使用时人眼的舒适度，像距与焦距的关系为：0.6<像距/焦距<1，可以减少接目物镜表面反射引起的杂散光。

在一些实施例中，所述弯月型透镜的凹面表面曲率半径为-40～-42mm，所述弯月型透镜的凹面表面净口径为20～22mm。进一步地，所述弯月型透镜的凸面为标准二阶非球面，所述弯月型透镜的凸面表面曲率半径为-20～-22mm，所述弯月型透镜的凸面表面净口径为23～25mm，所述弯月型透镜的凸面表面圆锥系数为-0.34～-0.36。进一步地，所述接目物镜单片透镜中心厚度为13～15mm。

在一些实施例中，所述接目物镜胶合透镜净口径为38～40mm。进一步地，所述第一非球面镜片的非胶合面为标准二次非球面，所述第一非球面镜片的非胶合面曲率半径为67～69mm，所述第一非球面镜片的非胶合面圆锥系数为-28～-30，所述第一非球面镜片的胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述第一非球面镜片中心厚度为16～18mm。

进一步地，所述双凹型镜片靠近瞳孔侧胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述双凹型镜片远离瞳孔侧胶合面曲率半径为100～102mm，所述双凹型镜片中心厚度为4～5mm。

进一步地，所述第二非球面镜片胶合面曲率半径为100～102mm，所述第二非球面镜片非胶合面为高阶偶次非球面，所述第二非球面镜片非胶合面曲率半径无限大，所述第二非球面镜片非胶合面圆锥系数为0，所述第二非球面镜片非胶合面非球面四阶项为-5.296E-06，所述第二非球面镜片非胶合面六阶项为3.885E-09，所述第二非球面镜片非胶合面八阶项为-2E-12，所述第二非球面镜片非胶合面十阶项为4.338E-16，所述第二非球面镜片中心厚度为15～16mm。

进一步地，所述接目物镜单片透镜凸面与所述第一非球面镜片非胶合面的中心间距为0.3～0.5。

进一步地，所述接目物镜单片透镜的折射率Nd满足1.6＜Nd＜1.8，阿贝数Vd满足52＜Vd＜54，所述第一非球面镜片的折射率Nd满足1.7＜Nd＜1.9，阿贝数Vd满足45＜Vd＜47，所述双凹型镜片的折射率Nd满足1.9＜Nd＜2.1，阿贝数Vd满足17＜Vd＜19，所述第二非球面镜片的折射率Nd满足1.8＜Nd＜2，阿贝数Vd满足40＜Vd＜42。

在一些优选实施例中，所述接目物镜单片透镜和所述接目物镜胶合透镜采用玻璃材料制成。需要说明的是，所述接目物镜单片透镜和所述接目物镜胶合透镜也可以根据实际需求采用塑胶等其他材料制成。

在一实施例中，超广角接目物镜中各镜头的相关参数，包括曲率半径、厚度、净口径、中心间距、材料的折射率和阿贝数，具体如下所示：

接目物镜单片透镜1的凹面表面曲率半径为-41mm；

接目物镜单片透镜1的凸面表面曲率半径为-21.5mm；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21非胶合面曲率半径为68mm；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21胶合面曲率半径为-65mm；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22靠近瞳孔侧胶合面曲率半径为-65mm；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22远离瞳孔侧胶合面曲率半径为100mm；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23胶合面曲率半径为100mm；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23非胶合面曲率半径为无限大；

接目物镜单片透镜1中心厚度为15mm；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21中心厚度为17mm；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22中心厚度为4.5mm；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23中心厚度为17mm；

接目物镜单片透镜1的凹面表面净口径为21.618mm；

接目物镜单片透镜1的凸面表面净口径为24.05mm；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21非胶合面净口径为34.35mm；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21胶合面净口径为34.7mm；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22靠近瞳孔侧胶合面净口径为34.7mm；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22远离瞳孔侧胶合面净口径为38.5mm；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23胶合面净口径为38.5mm；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23非胶合面净口径为39.15mm；

接目物镜单片透镜1的凸面与接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21非胶合面的中心间距为0.4mm；

接目物镜单片透镜1折射率为1.76，阿贝数为52.3；

接目物镜胶合透镜2的第一非球面镜片21折射率为1.82，阿贝数为46.6；

接目物镜胶合透镜2的双凹型镜片22折射率为1.96，阿贝数为17.5；

接目物镜胶合透镜2的第二非球面镜片23折射率为1.88，阿贝数为40.8。

接目物镜的像方视场角设计值为110°，实际值为114°，对应眼底成像角度为165°。

图2、图3为本发明的点列图及MTF图，像质较好，接近衍射极限，说明接目物镜具有较好的成像质量。

图4为本发明的畸变图，本发明最大畸变为15.9％，在大视场成像镜头中，该畸变较小。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，包括接目物镜单片透镜、接目物镜胶合透镜，其特征在于:所述接目物镜单片透镜、所述接目物镜胶合透镜从瞳孔侧至像面侧依次设置；

所述接目物镜单片透镜为弯月型透镜，所述弯月型透镜的凹面为球面且朝向瞳孔，所述弯月型透镜的凸面为非球面；

所述接目物镜胶合透镜从瞳孔侧至像面侧依次由第一非球面镜片、双凹型镜片、第二非球面镜片胶合；

所述第一非球面镜片为双凸形镜片，所述第一非球面镜片的非胶合面、胶合面分别为非球面、球面，所述双凹型镜片两侧的胶合面均为球面，所述第二非球面镜片为双凸型镜片，所述第二非球面镜片的胶合面、非胶合面分别为球面、非球面。

2.如权利要求1所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜像距与焦距的关系为：0.6<像距/焦距<1。

3.如权利要求1所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述弯月型透镜的凹面表面曲率半径为-40～-42mm，所述弯月型透镜的凹面表面净口径为20～22mm。

4.如权利要求3所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述弯月型透镜的凸面为标准二阶非球面，所述弯月型透镜的凸面表面曲率半径为-20～-22mm，所述弯月型透镜的凸面表面净口径为23～25mm，所述弯月型透镜的凸面表面圆锥系数为-0.34～-0.36。

5.如权利要求4所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜单片透镜中心厚度为13～15mm。

6.如权利要求1所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜胶合透镜净口径为38～40mm。

7.如权利要求6所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述第一非球面镜片的非胶合面为标准二次非球面，所述第一非球面镜片的非胶合面曲率半径为67～69mm，所述第一非球面镜片的非胶合面圆锥系数为-28～-30，所述第一非球面镜片的胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述第一非球面镜片中心厚度为16～18mm。

8.如权利要求6所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述双凹型镜片靠近瞳孔侧胶合面曲率半径为-64～-66mm，所述双凹型镜片远离瞳孔侧胶合面曲率半径为100～102mm，所述双凹型镜片中心厚度为4～5mm。

9.如权利要求6所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述第二非球面镜片胶合面曲率半径为100～102mm，所述第二非球面镜片非胶合面为高阶偶次非球面，所述第二非球面镜片非胶合面曲率半径无限大，所述第二非球面镜片非胶合面圆锥系数为0，所述第二非球面镜片非胶合面非球面四阶项为-5.296E-06，所述第二非球面镜片非胶合面六阶项为3.885E-09，所述第二非球面镜片非胶合面八阶项为-2E-12，所述第二非球面镜片非胶合面十阶项为4.338E-16，所述第二非球面镜片中心厚度为15～16mm。

10.如权利要求7所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜单片透镜凸面与所述第一非球面镜片非胶合面的中心间距为0.3～0.5。

11.如权利要求1所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜单片透镜的折射率Nd满足1.6＜Nd＜1.8，阿贝数Vd满足52＜Vd＜54，所述第一非球面镜片的折射率Nd满足1.7＜Nd＜1.9，阿贝数Vd满足45＜Vd＜47，所述双凹型镜片的折射率Nd满足1.9＜Nd＜2.1，阿贝数Vd满足17＜Vd＜19，所述第二非球面镜片的折射率Nd满足1.8＜Nd＜2，阿贝数Vd满足40＜Vd＜42。

12.如权利要求1所述的一种用于超广角眼底彩色成像的接目物镜，其特征在于：所述接目物镜单片透镜和所述接目物镜胶合透镜采用玻璃材料制成。