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眼底照相机(Fundus Camera)是观察和记录人眼视网膜病变的一种精密光学电子眼科诊断仪器,在高血压、糖尿病等疾病预防中起到重要作用。目前,眼底照相机的发展趋势除了提高眼底成像质量外,更大的科研意义在于将高水平的医疗服务和先进的医疗资源惠及到农村和边远地区等广大民众。而在实际应用中,国产眼底照相机因自动化程度不高而难以满足要求;进口高档眼底照相机相则价格昂贵,需要专业人员操作,维护费用和医疗费用高,都难以在基层医院普及使用。因此,开发一款操作性强、性价比和自动化程度高、适合放置于农村和边远地区等医疗机构并能通过远程医疗会诊系统使用的自动眼底照相机系统非常迫切。 本文在介绍眼底照相机工作原理和眼科屈光学的基础上,针对现有眼底照相机的缺点,设计一套集光、机、电、算于一体的自动眼底照相机的方案,并对其中的关键技术进行了阐述。设计并制造出了一台科研样机,利用样机做了相关实验,为自动眼底照相机的后期研发奠定了基础。 论文主要研究内容如下: 1.为克服传统眼底照相机在眼检时需人工辅助定位的缺点,本文设计了一种基于瞳孔精确定位的眼底图像调焦方法,即设计双成像光路——眼瞳成像光路和眼底成像光路,前者用以实现眼底照相机工作距的精确定位,后者用以实现对正常眼和非正常眼(近、远视眼)的眼底成像,提高了系统的定位精度,为仪器远程操控的实现奠定了基础。 2.借鉴传统眼底照相机的照明方式,设计并论证适合于眼底图像采集的照明方案,并对其进行仿真分析和实验验证,取得了较满意的效果。针对提出的光学系统,分析了相应消除杂散光的策略,并在本系统中应用了具有自主知识产权的“光陷阱”消杂散光技术。 3.结合系统的使用特点,运用人机工程学理论指导其结构设计,在仪器的外形、色彩、材料选择、空间布置等方面进行了人性化设计,保证功能的前提下提高仪器的宜人性。 4.针对系统的控制需求,在实验室前人研究的基础上,以ATmega128为核心芯片,选用了成熟电路模块,设计成合理、可靠和实用的控制系统,实现了对仪器的控制与PC机通讯功能。