眼底检查在临床诊断中具有非常重要的意义,因此,人们发明使用过多种眼底检查设备,其中眼底相机具有结构简单、图像直观性强和可靠性高等特点,已成为目前临床医学对患者眼底检查的主要仪器之一。由普通眼底相机拍摄的眼底图像是二维的,仅由二维图像很难建立起三维空间的立体结构,致使影像数据不够直观、立体,医生在进行临床诊断时多半要依赖临床经验,这样得到的诊断结果必然主观性较大,容易出现误诊。为了提高医疗诊断和治疗规划的科学性和准确性,眼底立体相机成为重要的突破口和关键技术。本文在考虑人眼生理和光学特性的基础上,引入Gullstrand-Le Grand眼模型来模拟被测屈光度正常的人眼,用Schematic眼模型来检验屈光度异常人眼对成像光路的影响,研究设计了两种眼底相机光学系统,所用的光学元件均为普通的球面玻璃,便于加工制造且能有效降低实际的制作成本,具体内容如下:(1)设计了一种便携式眼底相机光学系统,达到了全视场300万像素的高清晰眼底成像。成像系统中,首先采用接目物镜会聚从人眼视网膜反射出瞳孔的光线,然后再由成像物镜最终成像到CCD接收器。照明系统中,为避免角膜中心曲率大的区域反射引入杂散光,采用环形光阑和共轴照明相结合的方式。所设计系统的技术指标为:视场角30°,成像分辨率高于1201p/mm,场曲值小于0.11mm,畸变仅为-1.1%,全视场色差均在艾里斑之内,并且具有较大的调焦能力,对-10D～+10D(1D=1m-1)的人眼普遍适用。(2)提出并设计了一种眼底相机立体成像系统光路,可从两个视角同时拍摄相同眼底视网膜区域的图像,进而恢复眼底三维空间结构,提高诊断精度。成像光路中,首先采用网膜物镜将视网膜成像到网膜物镜后再投射到共用大物镜,然后运用体视显微镜平行光路系统原理进行分光设计,最后选取两个CCD作为接收器。照明光路中,采用加入环形光阑和黑点板的方法消除角膜反射光与网膜物镜产生的杂散光。所设计系统的技术指标为:视场角30°,成像分辨率高于1001p/mm,场曲值小于0.09mm,系统畸变为-2.9%,全视场色差均在艾里斑之内,并且具有较大的调焦能力,对-10D-+10D的人眼普遍适用。