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近红外眼底相机的设计

作　者: 黄阳
导　师: 高志山
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 眼底相机近红外光源 ZEMAX 成像光路照明光路公差分析
分类号: TH786
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

眼底相机(Fundus Camera)具有结构简单、图像直观性强和可靠性高等特点,成为目前临床医学对患者眼底检测的主要仪器之一。随着现代科学的不断发展,眼视光学对眼底成像技术提出了更高的要求,眼底相机也被赋予了新的应用和使命。本文在对传统眼底相机的工作原理深入理解的基础上,结合人眼的结构和光学特性,选择了近红外光源对眼底进行照明和成像。然后,运用理想光学物像关系建立了眼底相机成像光路的近轴模型,并计算出采用内调焦方式对-10D～+10D屈光度人眼成像时调焦镜的移动量,从调焦曲线可以看出近似为线性调焦。最后,使用ZEMAX软件模拟了基于LIOU眼模型的眼底相机成像光路,系统景深为120μm,分辨率约为7μm,基本满足成像要求。分析并解决了照明光路对成像质量产生影响的因素,通过计算得出眼底相机照明光路的近轴模型,然后使用ZEMAX软件对照明光路进行了仿真。最后,在光路设计完成的基础上,对近红外眼底相机各光学零件完成了套样板和公差分析的处理,并根据国家标准绘制出光学零件图,以便进行生产加工。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景  7
  1.2 眼底检测技术简介  7-9
    1.2.1 检眼镜  7-8
    1.2.2 眼底相机  8
    1.2.3 激光扫描检眼镜  8-9
    1.2.4 光学相干层析成像  9
  1.3 眼底相机的新发展  9
  1.4 本课题的主要研究内容  9-11
2 眼底相机的基本原理  11-19
  2.1 眼睛的结构和光学特性  11-14
    2.1.1 人眼的结构  11-12
    2.1.2 人眼的光学特性  12-14
  2.2 对眼底成像产生影响的因素  14-16
    2.2.1 角膜的反射光  14-15
    2.2.2 瞳孔的限制和光源的安全使用  15
    2.2.3 杂光和鬼像  15-16
  2.3 眼底相机的工作原理  16-18
  2.4 本章小结  18-19
3 眼底相机成像光路的设计  19-37
  3.1 光源和探测器CCD的选择与匹配  19-22
    3.1.1 光源的选择  19-20
    3.1.2 光源的安全使用  20
    3.1.3 CCD的选择与匹配  20-22
  3.2 成像光路的结构参数  22-29
    3.2.1 视场、放大率和工作距  22-23
    3.2.2 景深和分辨率  23-25
    3.2.3 调焦方式  25-29
  3.3 成像光路的设计  29-36
    3.3.1 模型眼的建立  29-30
    3.3.2 成像系统的模拟  30-32
    3.3.3 像质评价  32-36
  3.4 本章小结  36-37
4 眼底相机照明光路的设计  37-49
  4.1 照明光路的关键  37-40
    4.1.1 角膜反射光的屏蔽  37-38
    4.1.2 杂光和鬼像的控制  38-39
    4.1.3 照明均匀度和中空反射镜  39-40
  4.2 照明光路的设计  40-47
    4.2.1 照明近轴光路的设计  40-43
    4.2.2 照明系统的仿真  43-44
    4.2.3 黑点板的位置和大小  44-47
  4.3 照明光路的评价  47
  4.4 本章小结  47-49
5 眼底相机的公差分析  49-55
  5.1 套样板  49-50
  5.2 公差分析  50-51
  5.3 光学零件图  51-53
  5.4 本章小结  53-55
6 结束语  55-57
  6.1 本文工作总结  55
  6.2 不足和展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-60

近红外眼底相机的设计

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