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眼底相机是基于Gullstrand无反光间接检眼镜的光学原理设计的，其外观如图1—1—1所示。眼底相机的光学系统一般由照明系统、摄影系统与观察系统三部分组成，如图1—1—2所示。
图1—1—1 眼底相机外观
图1—1—2 眼底相机的光学设计示意
（1）照明系统将充足、合适的光照引入眼底。
（2）摄影系统将眼底的样貌成像于相机感测组件上。
（3）观察系统供操作者观察患者眼底病灶以及调焦。
眼底相机照明系统要求既可以提供均匀、充足的光强度，又能减少因照明而引起的角膜反光干扰，特别是角膜中心曲率大的地方，容易引入杂散光，降低成像分辨率。此外，需要合理布置眼底相机的照明光路与成像光路，以降低角膜反射光与散射光对成像质量的不良影响。因此，照明系统与摄影系统的光轴共轴，简称共轴式照明，被广泛应用于眼底相机。
眼底相机有两个光源：观察光源与闪光灯。前者为非可见光，用于提供长时间观察与对焦时的眼底照明，而后者则用于瞬间增加眼底照明以利于拍摄。有的眼底相机具有低闪光强度的特殊设计，可以减少患者不适，并允许左右眼连续拍摄。
摄影系统包括接目物镜和成像物镜。在共轴式照明系统中，接目物镜既是照明系统的一部分，也是摄影系统的一部分，需要同时满足两个系统的要求，以确保高质量的成像。正常眼进入相机的光线是平行的，但被检眼可能因存在明显的屈光不正而导致光线发生偏移，如近视眼会造成聚光，远视眼则造成发散光。因此，为了对人眼像差进行校正需要引入眼模型透镜组，以适应不同的临床状况。
观察系统类似于普通相机的观察取景系统，供医师观察眼底、寻找病变区与对焦。从眼底影像流出来的部分光线也会进入眼底以外的部分比如角膜、晶状体，为了避免角膜与晶状体反射光进入观察系统，一般设计成照明系统的出瞳与观察系统的入瞳均成像在患者瞳孔区，这是目前常用的避免干扰的方法。
眼底相机能有效获取人眼视网膜图像并快速进行视网膜检查，协助眼科医师诊断视网膜病变与有眼底改变的全身性疾病，如高血压、动脉硬化和心血管疾病等，是临床上一种极其重要的眼科医疗光学仪器。佳能（Canon）免散瞳数码眼底相机除了能采集高清眼底像之外，还为临床提供额外的附加功能——眼前节彩色拍摄和眼前节红外拍摄。眼前节彩色照片可记录角膜、瞳孔、晶状体、巩膜与眼睑状况，眼前节红外拍摄可以让医师快速、简便地采集眼前节红外图像，以观察患者睑板腺的结构形态。
免散瞳眼底相机的操作方法基本大同小异，下面以佳能免散瞳数码眼底相机为例，简述眼底相机的具体操作步骤。
（1）头部调节。首先将患者下颌放于下颌托上，利用下颌托电动升降按钮上下调节患者头部高度，使双眼外眦眼角与两侧的高度调整标记等高，然后让患者额头紧贴于额架（图1—1—3）。
图1—1—3 调整下颌托使患者眼睛外眦眼角与高度调整标记齐平
（2）眼位调节。首先利用主装置垂直移动环上下调节镜头，使镜头中央与眼睛齐平，使眼部影像出现在同心圆中央；然后通过前后移动操作杆使分离的瞳孔环上下对齐（图1—1—4）。
图1—1—4 向前或向后倾斜操作杆使瞳孔图像的顶部与底部合成一体
（3）眼前节对焦后直接按下眼底切换按钮切换到内眼部（图1—1—5）。
图1—1—5 外眼部对焦后切换到内眼部
（4）对焦调节。切换至内眼状态下，观察监视器中央会出现劈裂线，可以通过调节聚焦环调平劈裂线，使劈裂线对成一条直线（图1—1—6）。使用内部可移动固视点让患者注视，固定要拍摄的位置。
图1—1—6 对齐劈裂线
（5）首先控制操作杆使两个工作距离点显示最清晰，并且坐落在引导方框内（图1—1—7），然后迅速按下快门键，完成拍照。
图1—1—7 控制操作杆让两个工作距离点清晰呈现在引导方框内
（1）头部调节。首先将患者下颌放于下颌托上，利用下颌托电动升降按钮上下调节患者头部，使双眼外眦眼角与两侧的高度调整标记等高，然后让患者额头紧贴于额架。
（2）眼位调节。首先利用主装置垂直移动环上下调节镜头，使镜头中央与眼睛齐平，然后直接按下眼底切换按钮，最后按下眼前节摄影按钮。
（3）轻轻扒开上下眼睑，通过前后移动镜台，使监视器上显示的聚焦环位于瞳孔中心，当聚焦环清晰且呈同心环时，虹膜成像清晰，应迅速按下快门按钮。
在临床应用中也可以不使用眼前节摄影按钮，而是巧用屈光度补偿“+”按钮档，同样可拍摄出清晰的眼前节彩色照片。操作标准：头部、眼位分别调节完成后，直接切换为屈光度补偿“+”模式，聚焦环旋转至“+”最高补偿位，前后移动镜台，使虹膜成像清晰，然后迅速按下快门按钮。