本發明涉及成像光學
技術領域：
，特別是涉及一種眼底成像鏡頭及眼底成像方法。
背景技術：
：人眼眼部的眼底視神經是大腦向外延伸的部分，是重要的視覺器官，視網膜作為全身唯一可在活體、無創條件下觀察血管及其分布狀態的組織，成為了目前診斷眼病以及相關的全身系統性疾病的重要窗口。通常，借助眼底圖像可進行眼底疾病或某些全身疾病提供早期診斷或預后判斷，因此，高質量的眼底圖像獲取技術，對眼科疾病或某些全身疾病的診斷和研究具有重要的價值。眼底的圖像可通過眼底相機等儀器進行采集,傳統的眼底相機不便于攜帶且通常景深較淺、此外，眼部的屈光信息不同，一定程度上反映了眼部的形狀存在一定的差異，例如屈光不正的類型和屈光不正程度不同，眼球的變形程度不盡相同，眼底形狀也相應呈現出一定程度的差異，而基于傳統的眼底相機采集眼底的圖像應用中，沒有考慮不同眼部屈光信息的個體差異，無法實現適應不同眼部屈光信息的眼底圖像的針對性采集，進而影響了眼底成像的質量。技術實現要素：本發明欲解決的傳統眼底相機不便攜帶以及傳統眼底相機針對不同屈光度眼底成像適應性差的技術問題。具體采取的技術方案如下：一種手機外接眼底成像鏡頭，包括鏡頭組、鏡筒、用于將所述鏡筒裝配在手機上的裝配連接件，其中所述鏡頭組裝配于所述鏡筒中，以物方為左側，所述鏡頭組在光軸上從左到右依次包括接目物鏡、準直鏡和波前編碼元件，其中所述接目物鏡的像方焦平面與所述準直鏡的物方焦平面重合。上述技術方案中所述的波前編碼元件可沿所述光軸移動。優選的技術方案：所述的波前編碼元件設置在手機攝像頭的孔徑附近或者入瞳附近。上述技術方案中所述的接目物鏡與所述準直鏡面形結構關于所述接目物鏡的像方焦平面對稱。上述技術方案中所述的接目物鏡由第一雙膠合透鏡和第二雙膠合透鏡組成，其中所述第一雙膠合透鏡由第一正透鏡和第一負透鏡膠合而成，所述第二雙膠合透鏡由第二正透鏡和第二負透鏡膠合而成，第一正透鏡和第二正透鏡對向放置；所述的準直鏡由第三雙膠合透鏡和第四雙膠合透鏡組成，其中所述第三雙膠合透鏡由第三正透鏡和第三負透鏡膠合而成，所述第四雙膠合透鏡由第四正透鏡和第四負透鏡膠合而成，第三正透鏡和第四正透鏡對向放置。上述技術方案中所述的第一正透鏡、第二正透鏡、第三正透鏡以及第四正透鏡的半徑、厚度以及口徑參數都相等；所述的第一負透鏡、第二負透鏡、第三負透鏡以及第四負透鏡的半徑、厚度以及口徑參數都相等。上述技術方案中所述的波前編碼元件包括相位掩模板。上述技術方案中所述的用于將所述鏡筒裝配在手機攝像頭上的裝配連接件包括吸盤、卡槽、雙面膠、磁鐵。優選技術方案：所述接目物鏡的焦距f滿足：20mm<f<40mm，f超出上限不利于系統小型化，超出下限不利于像差的消除和系統像方遠心的控制；為了便于消色差負透鏡的玻璃材料應滿足如下條件：所述第一負透鏡和第二負透鏡的玻璃折射率n滿足：1.6<n1<1.8，所述第一負透鏡和第二負透鏡的玻璃阿貝數v滿足：15<v1<40。基于上述技術方案的手機外接眼底成像鏡頭，本發明還提供一種眼底圖像獲取方法，具體方案如下：包括：使用接目物鏡與準直鏡將人眼球出瞳成像到手機鏡頭的入瞳，在手機攝像頭的孔徑附近或者入瞳附近放置波前編碼元件，通過裝配連接件將所述的由接目物鏡、準直鏡以及波前編碼元件組成的眼底成像鏡頭裝配于手機的攝像頭上；使用手機攝像頭拍攝獲取眼底視網膜的中間像，對所述中間像進行濾波處理還原出眼底視網膜上的像。本發明，光源照射到視網膜后，從人眼發射出近似平行光，視網膜為被觀測目標，從人眼出來的光線經過接目物鏡聚焦到一次像面位置，再經過后準直鏡的準直，最后光線經波前編碼元件進入手機鏡頭拍照成像，對所拍攝的圖像進行線性濾波處理即可還原出清晰地電子圖像。成像光路依次為接目物鏡、準直鏡、波前編碼元件，接目物鏡和準直鏡的作用為：將人眼出瞳成像到手機鏡頭的入瞳，使得人眼出瞳與手機鏡頭的入瞳匹配，獲得更多的光能利用率；波前編碼元件的作用為增大手機相機的景深，以適應不同屈光的眼底成像，有利于實現適應不同眼部屈光信息的眼底圖像的針對性采集，改善眼底成像的質量。與現有技術相比，其顯著優點:(1)、更加便攜，可直接接在手機上，利用手機自帶的相機完成眼底拍攝。(2)、適應性強，可對不同屈光度的眼球進行眼底成像，成像更加清晰。附圖說明圖1.手機外接眼底成像鏡頭結構示意圖；圖2.手機外接眼底成像鏡頭初始配置構成圖；圖3.手機外接眼底成像鏡頭初始配置點擴散函數圖；圖4.手機外接眼底成像鏡頭初始配置初始系統mtf曲線；圖5.加入編碼元件后系統結構圖；圖6.加入編碼元件后點擴散函數圖；圖7.加入編碼元件后系統mtf曲線。其中：1為眼球；2為視網膜；3為鏡筒；4為用于將所述鏡筒裝配在手機攝像頭上的裝配連接件；5為接目物鏡；6為準直鏡；7為波前編碼元件；8為接目物鏡的像方焦平面；9為眼球出瞳。具體實施方式下面結合附圖及實施例對本發明“一種手機外接眼底成像鏡頭”做進一步描述。實施例一：一種手機外接眼底成像鏡頭，如圖1所示，包括鏡頭組、鏡筒3、用于將所述鏡筒裝配在手機攝像頭上的裝配連接件4，其中所述鏡頭組裝配于所述鏡筒中，以物方為左側，其特征在于：所述鏡頭組在光軸上從左到右依次包括接目物鏡5、準直鏡6和波前編碼元件7，其中所述接目物鏡的像方焦平面8與所述準直鏡的物方焦平面重合；接目物鏡與準直鏡將人的眼球1出瞳成像到手機鏡頭的入瞳，從而使從人眼出射的光能夠全部進入到手機鏡頭中，能有效提高光能利用率；通過波前編碼元件7的使用擴大了整個光學系統焦深，對視網膜2進行拍攝成像時，將拍攝獲得圖像進行濾波處理即可還原出清晰的眼底圖像。實施例二：一種手機外接眼底成像鏡頭，鏡頭滿足表1所示的條件：表1.鏡頭性能指標系統全長(ttl)137.798mm光譜范圍可見光視場(fov)40度工作距離(wl)30mm接目物鏡焦距f139.732mm準直鏡焦距f239.732mmmtf所有視場的mtf>0.3(100lp/mm)其中，系統全長ttl指從接目物鏡第一表面到手機鏡頭入瞳的軸上距離；工作距離wl指人眼出瞳距離接目物鏡第一表面的軸上距離。初始結構接目物鏡和準直鏡的曲率半徑r、透鏡的中心厚度以及透鏡間的距離d、折射率nd、阿貝數vd，工作距離wl＝30mm，手機鏡頭采用500萬像素手機攝像鏡頭。經優化設計后的鏡頭結構參數如表2所示，其手機外接眼底成像鏡頭初始配置構成圖如圖2所示，用接目物鏡5與準直鏡6將人眼球出瞳9成像到手機鏡頭的入瞳；圖3為手機外接眼底成像鏡頭初始配置點擴散函數圖，圖4為手機外接眼底成像鏡頭初始配置初始系統mtf曲線，從圖3以及圖4可看出在最大視場彌散斑半徑小于3um，視場角達到30度，可以覆蓋視網膜30度的范圍；工作距離wl＝30mm；mtf在100lp/mm位置所有視場下均大于0.3，具有高的分辨率。表2.鏡頭結構參數表編碼元件結構設計，如圖5所示，在不改變初始系統結構參數的前提下，在系統中插入波前編碼元件7，具體為三次位相編碼板，面形公式為z＝α(x3+y3)，編碼系數為α＝0.0055(相當于10π的位相差)；圖6為編碼后系統的彌散斑大小圖，從圖中可以看出編碼后的系統點擴散函數在不同視場具有很好的一致性；圖7為系統編碼后的mtf曲線，圖中在空間頻率100lp/mm位置在各個視場mtf>0.1，即不同視場編碼后具有很好的一致性，后期可以通過維納濾波復原算法將系統所成的模糊像復原，得到清晰的視網膜圖像。由于成像的視網膜是一個曲面，而傳統的成像系統的景深無法滿足30度范圍內的景深清晰成像，本技術方案基于波前編碼技術在手機攝像機鏡頭入瞳處設置波前編碼元件，使得在像面處得到模糊但與像面位置無關的中間像，也就是對離焦不敏感，再利用維納濾波復原算法對模糊圖像進行復原，得到最終的清晰圖像，該技術方案能夠有效延拓眼底成像光學系統的景深，適用不同屈光度眼底成像。當前第1頁12