自动追踪系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及验光仪。自动追踪系统，包括一投影机构，投影机构的出光口位于出瞳口；还包括一摄像机构，摄像机构的入光口位于出瞳口；出瞳口的后方设有第一分束镜，第一分束镜的一面朝向投影机构的成像基片，第一分束镜的另一面朝向摄像机构的芯片感光面；成像基片设置在自动平移机构上，自动平移机构包括电动机、传动系统、运动部件，成像基片固定在运动部件上；还包括一处理器系统，处理器系统连接摄像机构的信号输出端，处理器系统的信号输出端连接一电动机控制机构，电动机控制机构连接电动机。本实用新型通过投影机构与摄像机构相结合，去检测出瞳口与验光者瞳孔发生偏离情况，通过自动平移机构进而调整投影机构在验光者瞳孔上的成像情况。
【专利说明】自动追踪系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及验光仪领域，具体涉及追踪系统。
【背景技术】
[0002]验光仪的测量精准度除了光学测量系统和运算方法外，相当程度上还取决与投射到验光者眼底的测量光的能量和位置，当出瞳口与验光者瞳孔发生偏离时会产生测量误差。
[0003]由于被测量对象是活体眼，特别是少年儿童在测量时眼球不能保持同一位置，验光师在操作传统验光仪时要不停移动机器手柄，以期测量光轴和验光者保持对应位置，造成测量困难和测量误差。
[0004]现有的验光仪往往单纯的具有光学测量系统进行验光，而不存有对瞳孔的会聚点与出瞳口的汇聚点的偏差进行观察、调整与追踪的机构。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供自动追踪系统，以解决至少一个上述技术问题。
[0006]自动追踪系统，其特征在于，包括一投影机构，所述投影机构的出光口位于出瞳Π ；
[0007]还包括一摄像机构，所述摄像机构的入光口位于所述出瞳口 ；
[0008]所述出瞳口的后方设有一第一分束镜，所述第一分束镜的一面朝向所述投影机构的成像基片，所述第一分束镜的另一面朝向所述摄像机构的芯片感光面；
[0009]所述成像基片设置在一自动平移机构上，所述自动平移机构包括一电动机、一传动系统、一运动部件，所述成像基片固定在运动部件上；
[0010]还包括一处理器系统，所述处理器系统的信号输入端连接所述摄像机构的信号输出端，所述处理器系统的信号输出端连接一电动机控制机构，所述电动机控制机构连接所述电动机。
[0011]本实用新型通过投影机构与摄像机构相结合，去检测出瞳口与验光者瞳孔发生偏离情况，通过自动平移机构进而调整投影机构在验光者瞳孔上的成像情况。
[0012]所述处理器系统可以为单片机系统、ARM系统或其他类似小型处理器系统。
[0013]所述第一分束镜设有反射面侧朝向所述摄像机构的芯片感光面；所述第一分束镜非反射面侧朝向所述投影机构的成像基片。
[0014]所述自动追踪系统位于一移动基体内，所述移动基体下方设有一固定基体，所述固定基体与所述移动基体间设有一用于驱动所述移动基体上下运动的升降机构，所述处理器系统的信号输出端连接所述升降机构的信号输入端。从而控制移动基体的上下运动，继而控制出瞳口与眼光者瞳孔的相对位置。
[0015]所述固定基体与所述移动基体间设有一用于驱动所述移动基体前后、左右运动的移动机构，所述处理器系统的信号输出端连接所述移动机构的信号输入端。从而控制移动基体的前后、左右两维运动，继而控制出瞳口与眼光者瞳孔的相对位置。
[0016]所述升降机构与所述移动机构构成一三维运动机构。以便于所述移动基体相对于所述固定基体进行上下、左右、前后三个方向维度的三维运动。
[0017]所述摄像机构，包括cmos传感器，所述cmos传感器位于所述第一分束镜的反射方向上，且所述cmos传感器的感应方向与所述第一分束镜的反射面呈45°夹角。
[0018]还包括一第二分束镜，所述第二分束镜的一面朝向所述第一分束镜，所述第二分束镜的另一面朝向一光学测量系统；
[0019]所述第二分束镜位于所述第一分束镜的右侧，所述第一分束镜的反射面朝向所述第二分束镜的反射面，所述第一分束镜的反射面与所述第二分束镜的反射面相互平行；
[0020]所述出瞳口、所述第二分束镜、所述光学测量系统前后方向上依次排布。
[0021]本实用新型通过第一分束镜与第二分束镜的结合，从而实现了光学测量系统与投影机构、摄像机构的同步性。当本实用新型自动追踪系统调节好出瞳口的位置之后，即可通过光学测量系统对人眼的像差进行测量。
[0022]所述第一分光镜的反射面竖直方向上左倾45°。
[0023]所述第一分束镜的一面通过一反光镜朝向所述投影机构的成像基片，所述反光镜的反光面竖直方向上向左倾斜45°。通过反光镜对自动追踪系统光学结构的空间进行了优化了，缩短了光路传输路径，此外，45度的倾斜角度，从而使得本实用新型投影光路、摄影光路不形成相互的干扰。
[0024]所述光学测量系统内设有一平行光源、一光源透镜组；
[0025]所述光源透镜组包括一第一偏振分光镜，所述平行光源的发光方向与所述第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角,所述第一偏振分光镜的反射方向上设有所述出瞳口 ；
[0026]第一偏振分光镜的后方设有一夏克-哈特曼波前传感器，所述出瞳口、所述第一偏振分光镜、所述第二分束镜、所述夏克-哈特曼波前传感器前后依次排布，所述出瞳口与所述夏克-哈特曼波前传感器的连线与所述第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角。
[0027]本实用新型将夏克-哈特曼波前传感器作为验光仪所需的检测装置，利用夏克-哈特曼波前传感器的探测技术来测量人眼波像差，可以同时检测高阶像差与低阶像差。将一束光经过光源透镜组后，入射到人眼，经人眼眼底反射后，携带有眼波像差的反射光从人眼瞳孔出射进入夏克-哈特曼波前传感器，利用哈特曼波前传感器的像差探测及复原技术给出人眼波像差。人眼能适应的光束波长是有规定区间的，通过所述第一偏振分光镜将照明光束中不在规定区间内的光束波长滤去，防止在验光过程中对眼睛的损伤。出瞳口即为待测眼球的观察处。所述光源透镜组的出射光朝向待测眼球，在所述待测眼球的眼底生成一反射光，所述反射光透射入一夏克-哈特曼波前传感器，所述反射光朝向所述夏克-哈特曼波前传感器的感光面。
[0028]所述夏克哈特曼波前传感器包括一微透镜、一 CXD传感器，所述微透镜的入光端设有突起，所述微透镜的出光端朝向所述CCD传感器的感应面。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型的一种光路结构示意图；
[0030]图2是本实用新型的另一种光路结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0032]参照图1、图2，自动追踪系统，包括一投影机构5，投影机构5的出光口位于出瞳口 ；还包括一摄像机构3，摄像机构3的入光口位于出瞳口 ；出瞳口的后方设有一第一分束镜I，第一分束镜I的一面朝向投影机构5的成像基片，第一分束镜I的另一面朝向摄像机构3的芯片感光面；成像基片设置在一自动平移机构上，自动平移机构包括一电动机、一传动系统、一运动部件，成像基片固定在运动部件上；还包括一处理器系统，处理器系统的信号输入端连接摄像机构3的信号输出端，处理器系统的信号输出端连接一电动机控制机构，电动机控制机构连接电动机。本实用新型通过投影机构5与摄像机构3相结合，去检测出瞳口与验光者瞳孔发生偏离情况，通过自动平移机构进而调整投影机构5在验光者瞳孔上的成像情况。出瞳口即为待测眼球的观察处，投影机构的成像处。当自动平移机构矫正后，待测眼球可以清楚的看到投影机构投影的画面。
[0033]处理器系统可以为单片机系统、ARM系统或其他类似小型处理器系统。
[0034]第一分束镜I设有反射面侧朝向摄像机构3的芯片感光面；第一分束镜I非反射面侧朝向投影机构5的成像基片。
[0035]自动追踪系统位于一移动基体内，移动基体下方设有一固定基体，固定基体与移动基体间设有一用于驱动移动基体上下运动的升降机构，处理器系统的信号输出端连接升降机构的信号输入端。从而控制移动基体的上下运动，继而控制出瞳口与眼光者瞳孔的相对位置。固定基体与移动基体间设有一用于驱动移动基体前后、左右运动的移动机构，处理器系统的信号输出端连接移动机构的信号输入端。从而控制移动基体的前后、左右两维运动，继而控制出瞳口与眼光者瞳孔的相对位置。升降机构与移动机构构成一三维运动机构。以便于移动基体相对于固定基体进行上下、左右、前后三个方向维度的三维运动。
[0036]摄像机构3,包括cmos传感器，cmos传感器位于第一分束镜I的反射方向上，且cmos传感器的感应方向与第一分束镜I的反射面呈45°夹角。
[0037]还包括一第二分束镜2，第二分束镜2的一面朝向第一分束镜I，第二分束镜2的另一面朝向一光学测量系统4 ;第二分束镜2位于第一分束镜I的右侧，第一分束镜I的反射面朝向第二分束镜2的反射面，第一分束镜I的反射面与第二分束镜2的反射面相互平行；出瞳口、第二分束镜2、光学测量系统4前后方向上依次排布。本实用新型通过第一分束镜I与第二分束镜2的结合，从而实现了光学测量系统4与投影机构5、摄像机构3的同步性。当本实用新型自动追踪系统调节好出瞳口的位置之后，即可通过光学测量系统4对人眼的像差进行测量。
[0038]第一分束镜I的反光面竖直方向上左倾45°。
[0039]第一分束镜I的一面通过一反光镜朝向投影机构5的成像基片，反光镜的反光面竖直方向上向左倾斜45°。通过反光镜对自动追踪系统光学结构的空间进行了优化了，缩短了光路传输路径，此外，45度的倾斜角度，从而使得本实用新型投影光路、摄影光路不形成相互的干扰。
[0040]光学测量系统4内设有一平行光源、一光源透镜组；光源透镜组包括一第一偏振分光镜，平行光源的发光方向与第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角,第一偏振分光镜的反射方向上设有出瞳口 ；第一偏振分光镜的后方设有一夏克-哈特曼波前传感器，出瞳口、第一偏振分光镜、第二分束镜2、夏克-哈特曼波前传感器前后依次排布，出瞳口与夏克-哈特曼波前传感器的连线与第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角。本实用新型将夏克-哈特曼波前传感器作为验光仪所需的检测装置，利用夏克-哈特曼波前传感器的探测技术来测量人眼波像差，可以同时检测高阶像差与低阶像差。将一束光经过光源透镜组后，入射到人目艮，经人眼眼底反射后，携带有眼波像差的反射光从人眼瞳孔出射进入夏克-哈特曼波前传感器，利用哈特曼波前传感器的像差探测及复原技术给出人眼波像差。人眼能适应的光束波长是有规定区间的，通过第一偏振分光镜将照明光束中不在规定区间内的光束波长滤去，防止在验光过程中对眼睛的损伤。出瞳口即为待测眼球的观察处。光源透镜组的出射光朝向待测眼球，在待测眼球的眼底生成一反射光，反射光透射入一夏克-哈特曼波前传感器，反射光朝向夏克-哈特曼波前传感器的感光面。
[0041]夏克哈特曼波前传感器包括一微透镜、一 CXD传感器，微透镜的入光端设有突起，微透镜的出光端朝向CCD传感器的感应面。
[0042]光源透镜组还包括一第二偏振分光镜,平行光源的发光方向与第二偏振分光镜的反光面呈45°夹角,第二偏振分光镜的反光面平行于第一偏振反光镜的反射面。第一偏振分光镜的反光面竖直方向上向右倾斜45°。反射面朝右前方。第二偏振分光镜的反光面竖直方向上向右倾斜45°。反射面朝左后方。
[0043]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.自动追踪系统，其特征在于，包括一投影机构，所述投影机构的出光口位于出瞳口； 还包括一摄像机构，所述摄像机构的入光口位于所述出瞳口 ； 所述出瞳口的后方设有一第一分束镜，所述第一分束镜的一面朝向所述投影机构的成像基片，所述第一分束镜的另一面朝向所述摄像机构的芯片感光面； 所述成像基片设置在一自动平移机构上，所述自动平移机构包括一电动机、一传动系统、一运动部件，所述成像基片固定在运动部件上； 还包括一处理器系统，所述处理器系统的信号输入端连接所述摄像机构的信号输出端，所述处理器系统的信号输出端连接一电动机控制机构，所述电动机控制机构连接所述电动机。
2.根据权利要求1所述的自动追踪系统，其特征在于，所述处理器系统为单片机系统或ARM系统。
3.根据权利要求1所述的自动追踪系统，其特征在于，所述第一分束镜设有反射面侧朝向所述摄像机构的芯片感光面；所述第一分束镜非反射面侧朝向所述投影机构的成像基片。
4.根据权利要求1所述的自动追踪系统，其特征在于，所述自动追踪系统位于一移动基体内，所述移动基体下方设有一固定基体，所述固定基体与所述移动基体间设有一用于驱动所述移动基体上下运动的升降机构，所述处理器系统的信号输出端连接所述升降机构的信号输入端。
5.根据权利要求4所述的自动追踪系统，其特征在于，所述固定基体与所述移动基体间设有一用于驱动所述移动基体前后、左右运动的移动机构，所述处理器系统的信号输出端连接所述移动机构的信号输入端。
6.根据权利要求1所述的自动追踪系统，其特征在于，所述摄像机构，包括cmos传感器，所述cmos传感器位于所述第一分束镜的反射方向上,且所述cmos传感器的感应方向与所述第一分束镜的反射面呈45°夹角。
7.根据权利要求6所述的自动追踪系统，其特征在于，还包括一第二分束镜，所述第二分束镜的一面朝向所述第一分束镜，所述第二分束镜的另一面朝向一光学测量系统； 所述第二分束镜位于所述第一分束镜的右侧，所述第一分束镜的反射面朝向所述第二分束镜的反射面，所述第一分束镜的反射面与所述第二分束镜的反射面相互平行； 所述出瞳口、所述第二分束镜、所述光学测量系统前后方向上依次排布。
8.根据权利要求1所述的自动追踪系统，其特征在于，所述第一分束镜的一面通过一反光镜朝向所述投影机构的成像基片，所述反光镜的反光面竖直方向上向左倾斜45°。
9.根据权利要求7所述的自动追踪系统，其特征在于，所述光学测量系统内设有一平行光源、一光源透镜组； 所述光源透镜组包括一第一偏振分光镜，所述平行光源的发光方向与所述第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角，所述第一偏振分光镜的反射方向上设有所述出瞳口 ； 第一偏振分光镜的后方设有一夏克-哈特曼波前传感器，所述出瞳口、所述第一偏振分光镜、所述第二分束镜、所述夏克-哈特曼波前传感器前后依次排布，所述出瞳口与所述夏克-哈特曼波前传感器的连线与所述第一偏振分光镜的反光面呈45°夹角。
10.根据权利要求9所述的自动追踪系统，其特征在于，所述夏克哈特曼波前传感器包括一微透镜、一 CCD传感器,所述微透镜的入光端设有突起,所述微透镜的出光端朝向所述CCD传感器的感应面。
【文档编号】A61B3/103GK204033314SQ201420436392
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】刘毅, 刘卫明 申请人:上海嫦娥光学仪器科技有限公司