手機(jī)式直接眼底鏡

手機(jī)式直接眼底鏡（檢眼鏡）

1眼底鏡介紹

檢眼鏡是用于檢查眼屈光介質(zhì)和視網(wǎng)膜的儀器，一般傳統(tǒng)的直接檢眼鏡的角視野范圍約為10°?12°，對(duì)被觀察對(duì)象的放大倍數(shù)約為15倍左右，能在高倍放大的情況下觀察較小范圍的眼底像。

檢眼鏡的國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：a、由鏡頭、手柄和電源三部分組成；b、有0.2?4mm范圍內(nèi)不同直徑的光闌，其數(shù)目不少于兩個(gè)；。、距反射鏡面150mm處其照度應(yīng)不低于80Luxo

直接檢眼鏡包括照明系統(tǒng)和觀察系統(tǒng)兩部分，照明系統(tǒng)包括燈泡、聚光透鏡和反射鏡；觀察系統(tǒng)包括窺孔和聚焦（補(bǔ)償）系統(tǒng)。

早期檢驗(yàn)鏡在照明系統(tǒng)中插入綠色濾光片，也稱無赤光濾光片，它可濾除長波光線，因此可以增加視網(wǎng)膜血管和背景的對(duì)比度，從而更有利于檢查者確定是視網(wǎng)膜損害還是脈絡(luò)膜損害。

現(xiàn)代檢眼鏡觀察系統(tǒng)中的聚焦（補(bǔ)償）系統(tǒng)是用于補(bǔ)償或中和檢查者和被檢查者兩者結(jié)合的屈光不正，以獲得對(duì)被檢查者眼底的清晰觀察，一般通過一些具有不同屈光力透鏡的補(bǔ)償鏡片轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)。

一般檢眼鏡的窺孔直徑為3mm，觀察系統(tǒng)光路軸線固定在稍偏離于照明光路軸線的一側(cè)，該方法可排除觀察視野一側(cè)的角膜反光，這種反光的強(qiáng)度和位置由以下幾個(gè)參數(shù)決定：a、照明光路與觀察光路之間的夾角；b、檢查者與被檢查者之間的距離；c、照明系統(tǒng)光闌的大??；d、窺鏡直徑的大小。理想的檢眼鏡設(shè)計(jì)確保觀察視場(chǎng)與照明視場(chǎng)大小相等。

天津劉春紅92年申請(qǐng)專利：新型手持式眼底鏡，其基本特征是由物鏡，目鏡，光導(dǎo)纖維，照相機(jī)，調(diào)焦系統(tǒng)，分光系統(tǒng)，電源開關(guān)組成。

2手機(jī)式直接眼底鏡

手機(jī)式直接眼底鏡是集傳統(tǒng)光路，照明系統(tǒng)，成像拍攝系統(tǒng)和無線傳輸功能為一體的新型眼底診查手持終端設(shè)備，該設(shè)備將涉及機(jī)械、光學(xué)、電子、軟件工程及無線通信等學(xué)科領(lǐng)域。

2.1成像光路

圖1是傳統(tǒng)的梅氏檢眼鏡光路理論圖，其中聚光鏡一般為平凹鏡，為減少像散，平的一面朝向燈泡。燈泡的燈絲應(yīng)位于聚光鏡的焦面上，以使光線在通過聚光鏡后形成平行光，光闌直徑一般為1mm；棱鏡的作用是使光線匯聚和轉(zhuǎn)向，照亮眼底。手持式眼底檢眼鏡便是在原檢眼鏡的窺孔位置放置透鏡，使眼底的圖像在CCD上聚焦成像。

圖1手機(jī)式直接檢眼鏡光路原理圖

2.2成像拍攝

功能目標(biāo)：運(yùn)用模塊化的單板攝像頭采集照片，該模塊應(yīng)帶有數(shù)據(jù)傳輸接口，擁有一定大小的存儲(chǔ)空間用于暫存圖片信息。選擇攝像頭得先從感光傳感器入手，了解并區(qū)別當(dāng)前被普遍采用的兩種圖像感光傳感器——CCD和CMOS，如表1。

表1感光傳感器比較

圖像傳感器

CCD

CMOS

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送方式

以行為單位的電流信號(hào)

以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào)

靈敏度

高

低

成本

高

低

分辨率

高

低

噪聲

小

大

功耗

高

低

套件體積

大

小

成像速度

慢

快

在光照條件很差的環(huán)境中，一般采用以下方案拍攝清晰的圖像：a、普通低照度CCD黑白攝像機(jī)+紅外燈；b、彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)+紅外燈；c、紅外低照度彩色攝像機(jī);d、低速快門攝像機(jī)；e、超低照度攝像機(jī)?，F(xiàn)在的攝像機(jī)從0.001Lux到1Lux的都有，眾說紛紜，當(dāng)Lux值在0.001的時(shí)候，基本已經(jīng)達(dá)到星光級(jí)照度。

視網(wǎng)膜對(duì)光的反射率比較低，應(yīng)選用低照度的攝像頭，具體的參數(shù)要求由從人眼反射的實(shí)際光強(qiáng)決定。通過查閱資料列出了以下幾種照度較低的單板攝像頭，如表2所示。

表2各種低照度攝像頭比較

型號(hào)

SONYCCD

PK-80HCMOS

PK-10HCOMS

LGCCD紅外

公司

深圳鴻鑫泰科技

有限公司

敏通企業(yè)股份有

限公司

敏通企業(yè)股份有

限公司

深圳爾盛電子科

技有限公司

傳感器大小

1/3英寸

1/3英寸

1/3英寸

1/3英寸

最低照度

0.05Lux

0.015Lux

0.015Lux

0Lux

信噪比

大于48dB

50?58dB

52?60dB

大于48dB

規(guī)格PCB

38mmX38mm

42mmX42mm

32mmX32mm

38mmX55mm

感光面積

4.9mmX3.7mm

4.9mmX3.7mm

像素

768X494

470K（總）

470K（總）

500X582

2.3無線傳輸

功能目標(biāo)：由攝像頭采集的眼底照片通過無線傳輸?shù)姆绞缴蟼髦练?wù)器。當(dāng)前無線通信技術(shù)的種類有很多，使用較廣泛的紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)、藍(lán)牙(Bluetooth)和無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)。同時(shí)還有一些新的近距離無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，他們分別是：Zigbee、無線1394、短距離通信(NFC)、超寬頻(UltraWideBand)、WiMedia、GPS、DECT和專用無線系統(tǒng)等，他們都有其各自的特點(diǎn)分別適合不同的運(yùn)用場(chǎng)合。目前被常用的幾種無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較見表3?；诒碇袇?shù)，并考慮到設(shè)備中獲得的將是高分辨率的圖像，圖像比較大，傳送時(shí)應(yīng)具備較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，傳輸速率達(dá)11000kbps的Wi-Fi滿足了圖像傳輸?shù)臈l件，而且在使用過程中可以靈活地加入或離開局域網(wǎng)，所以手機(jī)式眼底檢眼鏡的圖像無線傳輸優(yōu)先選用Wi-Fi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。此外Zigbee的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)理論上也能滿足設(shè)備正常工作的需求，Zigbee技術(shù)可通過增加路由節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋范圍，且節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)非常穩(wěn)定、靈活。

表3無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較

市場(chǎng)名

標(biāo)準(zhǔn)

GPRS/GSM

1XRTT/CDMA

Wi-FiTM

802.11b

BluetoothTM

802.15.1

ZigBeeTM

802.15.4

應(yīng)用重點(diǎn)

廣闊范圍

聲音&數(shù)據(jù)

Web，Email，

圖像

電纜替代品

監(jiān)控&控制

系統(tǒng)資源

16MB+

1MB+

250KB+

4KB-32KB

電池壽命（天）

1至7

0.5至5

1至7

100至1000+

網(wǎng)絡(luò)大小

1

32

7

255/65000

帶寬(Kb/s)

64-128+

11000+

720

20-250

傳輸距離（米）

1000+

1-100

1-10+

1-100+

成功尺度

覆蓋面大，質(zhì)量

速度，靈活性

價(jià)格便宜，方便

可靠，低功耗

3備選方案一：整體式芯片模塊

手機(jī)式直接眼底鏡，即在原有的直接眼底鏡上加入類似手機(jī)拍照和發(fā)送的功能，或者在一些具有手機(jī)功能的設(shè)備中加入光路控制和照明系統(tǒng)，但新功能的基本核心部分都是手機(jī)芯片模塊組，該模塊需提供高分辨率攝像頭接口及控制處理芯片、通信子模塊接口及外接存儲(chǔ)器接口。聯(lián)發(fā)科是全球ic設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)廠商，專注于無線通訊及數(shù)位媒體等技術(shù)領(lǐng)域。該公司提供的晶片整合系統(tǒng)解決方案，包含無線通訊、高解析度電視、光儲(chǔ)存、DVD及藍(lán)光等相關(guān)產(chǎn)品，市場(chǎng)上均居領(lǐng)導(dǎo)地位。發(fā)展比較成熟的聯(lián)發(fā)科MTK手機(jī)芯片模塊組將成為本方案的首選。

3.1MTK芯片

目前MTK芯片分有三大類：電源芯片(MT6305,MT6318)、射頻芯片(MT6129,MT6139)和CPU芯片(MT6235,MT6253等)。

MT6253是第一款GSM/GPRS手機(jī)單芯片解決方案(SOC),集成了數(shù)字基頻(DBB)、模擬基頻(ABB)、電源管理(PMU)、射頻收發(fā)器(RFTransceiver)等手機(jī)芯片基礎(chǔ)元器件，亦支援FancyUI架構(gòu)和VRE中間件，有MP3功能，能支持130萬像素手機(jī)相機(jī)、高速USB、觸摸屏(TouchPanel)、雙卡雙待(dual-SIM)以及豐富的多媒體應(yīng)用功能，是迄今為止整合度最高、應(yīng)用功能最豐富的手機(jī)單芯片。

MT6235支持GSM、GPRS、WAP、Wi-Fi、MP3、MP4、TVOUT功能，200萬像素的拍照功能，內(nèi)置電源管理。針對(duì)手機(jī)式直接眼底鏡對(duì)高分辨率攝像頭控制處理器和無線數(shù)據(jù)傳輸功能的要求，MT6235芯片模塊為最佳選擇。此外，MT6235支持nandflash存儲(chǔ)，nandflash的寫入速度較高。

3.2MTK手機(jī)開發(fā)板

深圳瑞聲科技公司可提供MTK手機(jī)開發(fā)板，整套開發(fā)板的價(jià)格在6500人民幣左右，開發(fā)板可配置以下的任一種芯片：MT6253,MT6235,MT6223D，MT6223D+DSP，MT6225，開發(fā)板及平臺(tái)包括的功能和清單如下：

產(chǎn)品功能：

MP3功能，MP4功能，WAP功能，手寫輸入，MMS彩信、雙卡雙待，支持CAMERA,T-FLASH卡，跑馬燈。藍(lán)牙，收音機(jī)，JAVA，QQ，MSN，來電防火墻，Wi-Fi，股票通，游戲，電子像冊(cè)、金山詞霸、電子書閱讀，語音王，甩歌甩屏。

硬件特性：

1、 CPU

2、 TFLASH卡接口

3、 TFTLCD

4、 4線觸摸屏接口

5、 雙聲道音頻輸出

6、 ^■個(gè)Camera

開發(fā)系統(tǒng)軟件清單：

1、 手機(jī)程序量產(chǎn)源代碼

2、 燒寫程序下載工具flashtool

3、 ads1.2,ads1.2update,activeperl:編譯工具和輔助工具

4、 Trace工具:catcher

5、 手機(jī)工程測(cè)試工具:META(MobileEngineeringTestingArchitecture)isdesignedtoprovidethefunctionalityofRFtesting,NVRAMaccesstesting,speechrelatedtestingofadvancedfeaturemelodyandvoicememo.

6、 UI制作工具:MCT

開發(fā)系統(tǒng)硬件清單：

1、 開發(fā)用手機(jī)板

2、 燒拷線一條

3、 USB線一條

4、 旅行充電器一個(gè)

5、 鋰電池兩個(gè)

6、 硬件原理圖

開發(fā)系統(tǒng)文檔清單：

1、 mtk軟件培訓(xùn)(MTK_Training)

2、 mtk軟件系統(tǒng)和調(diào)試(SWSystemandDebug)

3、 mtk軟件MMI設(shè)計(jì)(MMIDesignDoc0

4、 mtk軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)(DeviceDriver)

5、 Mtk手機(jī)校準(zhǔn)(Factory)

6、 Mtk手機(jī)工具使用說明(ToolDocument)

通過對(duì)開發(fā)板的使用，可直觀地了解MTK芯片的功能，從而指導(dǎo)將芯片模塊運(yùn)用全于機(jī)式直接眼底鏡中。

3.3開發(fā)板使用方案

開發(fā)板中提供的攝像頭是30萬像素，芯片的最大支持是200萬像素，開發(fā)板中提供的接口是板對(duì)板的連接器，針對(duì)單獨(dú)購買的高分辨率攝像頭需自己做一塊用于轉(zhuǎn)接的電路板。芯片本身具有24M空間，可外置TF卡，支持4G，攝像頭拍攝的照片默認(rèn)存至TF卡中。MT6235芯片帶有Wi-Fi底層驅(qū)動(dòng)，可通過無線路由與服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)。由于Wi-Fi無線傳輸模塊是一種被訪問的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，一般情況下(應(yīng)用軟件除外)無法形成主動(dòng)發(fā)送一應(yīng)答接收的模式，只能通過Wi-Fi終端實(shí)現(xiàn)尋找服務(wù)器、形成類似網(wǎng)上鄰居的模式，再在服務(wù)器釋放讀寫權(quán)限的條件下主動(dòng)存入圖片。從TF卡復(fù)制或全剪切的全服務(wù)器的控制過程是通過C語言編程實(shí)現(xiàn)，也是獨(dú)立開發(fā)的核心部分之一，開發(fā)板的使用方案可直接被運(yùn)用至MTK芯片組。

4備選方案二：功能獨(dú)立式模塊

區(qū)別于方案一，放棄使用已有的功能集成芯片，搭建功能獨(dú)立的拍照及圖像傳輸模塊，攝像頭的選擇方案參見2.2節(jié)，在單板攝像頭模塊上添加拍照、存儲(chǔ)等控制功能;應(yīng)用Zigbee技術(shù)將節(jié)點(diǎn)（手持終端設(shè)備）與中心控制器（服務(wù)器）自動(dòng)組網(wǎng)，把采集的照片主動(dòng)發(fā)送全中心控制器。

Zigbee技術(shù)

Zigbee是一種無線連接技術(shù)的商業(yè)化命名，該無線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。其中低傳輸速率將會(huì)影響手機(jī)式眼底檢眼鏡使用的主要因素。

Zigbee標(biāo)準(zhǔn)基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（Mesh）和簇狀結(jié)構(gòu)（Clustertree），特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。

Zigbee可應(yīng)用于以下一些場(chǎng)合：a、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN；b、帶負(fù)載管理功能的自動(dòng)抄表（ARM）系統(tǒng)；c、智能交通、油氣生產(chǎn)遙測(cè)控制通信系統(tǒng)；d、監(jiān)控照明、HVAC和寫字樓安全；e、農(nóng)田耕作、環(huán)境監(jiān)測(cè)、水流水文監(jiān)測(cè)無線通信；f、工業(yè)制造、過程控制遙測(cè)遙控；g、對(duì)病患、設(shè)備及設(shè)施進(jìn)行醫(yī)療和健康監(jiān)控；h、家庭監(jiān)控、HVAC、安防報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)用；i、軍事應(yīng)用，包括戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視和機(jī)器人控制；j、汽車應(yīng)用，配合傳感器網(wǎng)絡(luò)報(bào)告汽車所有系統(tǒng)的狀態(tài)。

Zigbee演示/應(yīng)用套件

安嵌科貿(mào)（北京）有限公司提供Zigbee無線組網(wǎng)通信套件-3-PK，套件價(jià)格在3000元左右，套件的清單及功能如下：

3-PK-ZigBee協(xié)議棧高級(jí)開發(fā)平臺(tái)包括以下部件：

1、 CC2430無線單片機(jī)C51RF-3實(shí)時(shí)在線仿真器（USB接口）一個(gè)；

2、 CC24302.4GHZ高頻無線目標(biāo)模塊3個(gè)；（可以分別作為ZIGBEE路由器/ZigBee協(xié)調(diào)者/ZigBee限制功能節(jié)點(diǎn)）

3、 CC2430/CC2431擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)表演板（帶圖形LCD）2個(gè)；

4、 CC2430標(biāo)準(zhǔn)軟件庫/C51源代碼SPP數(shù)據(jù)通訊表演軟件/數(shù)據(jù)手冊(cè)/說明書光盤；

5、 CC2430源代碼級(jí)ZigBee/802.15.4（精簡版）協(xié)議棧光盤（C51源代碼和建好的工程文件。

6、 配套的電纜/電源/電池盒。

主要功能：

C51RF-3實(shí)時(shí)在線仿真器通過USB接口直接連接到你的電腦，并連到CC2430ZigBee無線單片及目標(biāo)板，具有代碼高速下載，在線調(diào)試Debug，硬件斷點(diǎn)，單步，變量觀察，寄存器觀察等全部C51源水平調(diào)試的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)CC2430系列無線單片機(jī)和ZIGBEE協(xié)議棧的實(shí)時(shí)在線仿真/調(diào)試/測(cè)試。C51RF-3系列ZigBee/802.15.4無線單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)可支持著名IAR7.20以上的集成開發(fā)環(huán)境,C51編譯器；這是一個(gè)KELLC51類似的，功能強(qiáng)大的C51編譯器/IDE/DEBUG開發(fā)平臺(tái)。

CC2430/CC2431擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)表演板用于客戶評(píng)估/測(cè)試各種ZigBee/802.15.4才目關(guān)的應(yīng)用，板上包括圖形漢字LCD顯示器，小鍵盤，語音電路，傳感器和接口，用戶可以方便的使用該板上的硬件部件和無線龍通訊公司提供的各種評(píng)估軟件，評(píng)估軟件C51源代碼，快速開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)也可以用于各種教學(xué)/實(shí)驗(yàn)。

精簡版ZigBee協(xié)議棧全面支持ZigBeeFFDRFD、ROUTER、COORD和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。精簡版ZigBee協(xié)議棧特點(diǎn)：精簡版協(xié)議棧具有ZigBee協(xié)議棧的基本的C51源代碼；包括：NWK.C網(wǎng)絡(luò)層源代碼，定義文件NWK.H，網(wǎng)絡(luò)鄰居代碼等C51源代碼；也包括802.15.4MAC層的全部C51源代碼；這些源代碼都在C51RF-3-PKZIGBEE高級(jí)開發(fā)工具箱上進(jìn)行過測(cè)試通過;對(duì)于學(xué)習(xí)ZigBee，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)，基本功能上和昂貴的原版ZigBee協(xié)議棧，效果相同。

C51RF-3-PKZigBee高級(jí)開發(fā)工具箱為ZigBee應(yīng)用設(shè)計(jì)人員、ZigBee愛好者開發(fā)的一個(gè)使用簡便而實(shí)用的ZigBee全功能開發(fā)平臺(tái)。該工具包包括快速構(gòu)造無線產(chǎn)品原型所需的全部硬件、軟件源代碼及文檔。

C51RF-3-PKZigBee高級(jí)開發(fā)工具箱能夠協(xié)助設(shè)計(jì)人員快速評(píng)估及著手開發(fā)多種不同的無線網(wǎng)絡(luò)ZigBee應(yīng)用，包括建筑/家居自動(dòng)化（保安、照明、HVAC和門禁）、工業(yè)控制（監(jiān)控器、傳感器、自動(dòng)控制設(shè)備、控制器和照明、無線定位、無線傳感器）、個(gè)人醫(yī)療用品（診斷工具和監(jiān)控器）及消費(fèi)電子產(chǎn)品（電視、錄像機(jī)、DVD和CD的射頻無線搖控器）等。

產(chǎn)品主要特點(diǎn)：

1、 專業(yè)無線設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)高度穩(wěn)定可靠，噪