[发明专利]基于机械调焦式的眼底相机成像系统

权利要求书

1.一种基于机械调焦式的眼底相机成像系统，包括成像系统和照明系统，其特征在于：所述成像系统由靠近眼睛的接目物镜，靠近接收器件的成像物镜，以及接收器件和显示器件组成；照明系统由光源，靠近光源的匀光镜和靠近眼睛的接目物镜组成，照明系统和成像系统通过半反半透镜连接起来，所述成像系统为CCD接收器。

2.一种基于机械调焦式的眼底相机成像系统，包括成像系统和照明系统，其特征在于：所述成像系统由靠近眼睛的接目物镜，靠近接收器件的成像物镜，以及接收器件和显示器件组成；照明系统由光源，靠近光源的匀光镜和靠近眼睛的接目物镜组成，照明系统和成像系统通过半反半透镜连接起来；采用200万像素，1/2英寸CCD作为接收器件的成像系统，全视场角60°，眼底相机成像系统总长不超过220mm，将瞳孔位置作为成像系统的孔径光阑，工作距离为30-40mm。

3.根据权利要求2所述的基于机械调焦式的眼底相机成像系统，其特征在于：根据下列方法计算出眼底相机成像系统的主要参数：

正常人眼的焦距是16.573mm，成像系统的视场角是±30°，根据光学系统的成像计算公式可以求出能够观察到的眼底线视场为：

像面处选用的CCD为1/2英寸，尺寸为6.4mm×4.8mm，其对角线高度，即像面高度为：

2y2′=6.42+4.82=8mm---(2)]]>

所以对于成像系统，系统总放大率β为：

系统总焦距f′等于：

对于接目物镜，由正常人眼平行出射的光线经过接目物镜会聚后首先成一次中间像，然后再传递给成像物镜，由于考虑到后组成像物镜和照明系统的镜片口径大小，中间像不能过大，否则光束以发散状态入射到成像物镜，在对系统设计过程中会导致成像物镜和照明系统的镜片口径比接目物镜的还大，选成像系统的工作距离为40mm，接目物镜的口径D1可根据公式求得：

D₁＝2×40tan(30°)＝46.2mm   (5)

若取接目物镜的焦距f₁′为35mm，求出由接目物镜所成中间像的高度y₁′为：

对于成像物镜，成像物镜的放大倍率β₂为：

β2=y2*y2=y2*y1*=-0.198---(7)]]>

根据理想系统成像计算公式，成像物镜的物距l₂和像距l′₂满足：

l′₂＝β₂×l₂＝-0.198l₂   (8)

由于系统总长不超过220mm，根据公式可得：

-L₂+L′₂＝220-F′₁＝185mm   (9)

结合公式(8)和(9)，可以分别求出物距和像距为：

L₂＝-154.424mm

l′₂＝30.576mm   (10)

再根据高斯公式：

1l2′-1l2=1f2′---(11)]]>

求得成像物镜的焦距f2′＝25.523mm。