人眼的视网膜上分布着大量的毛细血管，是人体中唯一可以非创伤直接观察到的毛细血管。观察视网膜毛细血管可尽早诊断糖尿病、冠心病和高血压等疾病，而眼底相机是迅速获取眼底图像的必要手段，因此它是现代医学领域不可或缺的眼科仪器。研制便携式眼底相机有利于将眼底筛查推广到非三甲医院以及偏远地区，具有十分重要的意义。本文在考虑人眼生理和光学特性的基础上，首次提出并研制了一款采用液体透镜补偿人眼屈光度差异的新型便携式眼底相机。由于这种新型变焦系统的计算方法尚不完善，因此引入高斯括号法推导液体透镜光焦度与人眼屈光度的函数关系，并利用光学设计软件Code V搭建了包含人眼模型的眼底相机近轴光学系统。为了消除眼底相机系统中的杂光和鬼像以及提高光能利用率，设计一个光纤耦合棒以形成环形光源，取代传统眼底相机中的环形光阑，并利用线性偏振片将光源起偏，在成像系统中加入检偏器来阻挡角膜和镜片背光反射产生的杂光。在LightTools软件中对系统进行光线追迹，仿真结果表明，照明均匀性超过90%，并且杂光在1%内。最终研制出视场角为50o，物方工作距为40mm、总长小于220mm的眼底相机原理样机，拍摄了不同屈光度下模型眼的眼底图片，实验结果表明：通过液体透镜的电控变焦能对-10D至+10D(1D＝1m-1)的人眼清晰成像，且鬼像和杂光已被降低到专业诊断不受影响的程度。本液体透镜调焦眼底相机系统结构紧凑、无机械运动部件，大幅降低光机系统的复杂程度的同时，表现出很好的屈光度补偿能力。