一種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 流行病學(xué)調(diào)查顯示，近視已成為全球性醫(yī)學(xué)和社會問題，特別在亞洲地區(qū)近視 發(fā)病率逐年上升。在我國，近視患病率居高不下，其中小學(xué)生為22. 7%，初中生猛增到 55. 2 %，高中生則增加到70. 3 %，大學(xué)生的比例更是高達(dá)80 %，近視成為困惑我國青少年 健康成長的主要問題。另一方面，隨著社會逐步進(jìn)入老齡化，由于計劃生育控制中國人口增 長，從而導(dǎo)致中國社會老齡化的速度會更加快，目前老視患者的數(shù)量將達(dá)到或超過3億，老 視鏡片的市場潛力是不可估量的。漸變鏡片的出現(xiàn)無疑是一個巨大的飛躍，它是一種光焦 度從上到下逐漸增加的鏡片，隨著人眼觀察范圍由遠(yuǎn)至今，這種鏡片的光焦度逐漸增大。
[0003] 隨著市場的打開相應(yīng)的漸變焦鏡片檢測儀器也將走紅，如果單純的從國外購買， 不但儀器設(shè)備的價格昂貴，同時由于生產(chǎn)廠家的操作員工、眼鏡店的驗光師等受到學(xué)歷的 影響，對儀器的操作不能做到得心應(yīng)手?；谏鲜銮闆r，我們考慮從事專門針對漸變鏡片檢 測的測試儀器的開發(fā)工作。我們研宄的漸變焦檢測儀器將具有以下幾大優(yōu)點：
[0004] (1)操作界面友好一一采用自主開發(fā)的漸變焦檢測儀操作軟件；
[0005] (2)針對性強一一為國內(nèi)眼鏡店驗配漸變鏡、生產(chǎn)廠檢驗漸變鏡而設(shè)計；
[0006] (3)價格低廉一一因為自主開發(fā)并且去除多余的功能所以可以有效降低價格，通 過簡單計算，初步預(yù)計市場銷售價格在5萬元左右；
[0007] (4)市場適應(yīng)性強一一產(chǎn)品推廣后將很容易被國內(nèi)眼鏡店和生產(chǎn)鏡片廠家所接 受。
[0008] 隨著漸變鏡片市場的不斷拓寬，該項目研發(fā)的產(chǎn)品也將越來越紅火，其取得的社 會經(jīng)濟(jì)效益一定會非常的巨大。
[0009] 同時在技術(shù)意義上，該項研宄也可縮小我國在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)同國外存在的技術(shù)差 距，為日后我國在該領(lǐng)域內(nèi)能取得長遠(yuǎn)發(fā)展而奠定堅實的基礎(chǔ)。
[0010] 由于漸進(jìn)多焦點鏡片的屈光度在整個表面范圍內(nèi)都不相同，且其面形是一種非軸 對稱的回轉(zhuǎn)面，因此僅測量少數(shù)的點或母線對于評價漸進(jìn)多焦點鏡片的整個面形是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠的，必須測得盡可能多的點，得到各個點的球光度及散光度等參數(shù)。目前對漸進(jìn)多焦點鏡 片的檢測方法較多，主要檢測方法有：單點測量法、莫爾偏折法、朗奇光柵法和哈特曼法。 [0011] 單點測量法能實時精確的測出鏡片一個較小區(qū)域中心點的屈光度分布信息，然 而，雖然單點測量法能精確給出選取的光點的信息，但其只能一次性檢測出鏡片的一小片 區(qū)域中心的屈光度分布，但鑒于漸進(jìn)多焦點鏡片對于鏡片度數(shù)的嚴(yán)格控制，僅檢測少數(shù)點 對于評價整個漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系 統(tǒng)。
[0013] -種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，包括：沿光軸依次設(shè)置的光源、狹縫 和攝像機，待檢測鏡片設(shè)在狹縫和攝像機之間，且沿垂直于所述光軸的工作路徑移動，所述 待檢測鏡片的工作路徑上設(shè)有若干個工作位，針對每個工作位，所述攝像機沿著所述光軸 移動，并進(jìn)行實時拍攝獲取視頻流；
[0014] 還包括數(shù)據(jù)處理模塊，用于針對每個工作位下的視頻流，從中選取清晰度最高的 一幀圖像，并根據(jù)該時刻對應(yīng)的攝像機位置計算待檢測鏡片的屈光度。
[0015] 利用該檢測系統(tǒng)檢測待檢測鏡片（即漸進(jìn)多焦點鏡片）的屈光度時，首先將待檢 測鏡片固定在某一工作位，然后移動攝像機與待檢測鏡片間的距離，使攝像機拍攝到的圖 像（拍攝到的狹縫）清晰，然后根據(jù)此時攝像機的位置計算鏡片光照區(qū)域的屈光度。由于 待檢測鏡片可以移動，因此，按照預(yù)設(shè)的工作路徑將待檢測鏡片移動到下一個工作位（此 時鏡片的光照區(qū)域也相應(yīng)的發(fā)生移動），按照上述方法即可得到此時光照區(qū)域的屈光度。通 過合理設(shè)置工作位，即可得到鏡片上所有區(qū)域的屈光度。
[0016] 作為優(yōu)選，本發(fā)明中相鄰工作位之間的距離為1_，以確保檢測結(jié)果的可靠性。
[0017] 該檢測系統(tǒng)通過使待檢測鏡片移動，利用單點測量法進(jìn)行檢測，具有原理簡單清 晰、操作方便、能精確迅速測量鏡片各點信息的優(yōu)點，且能完整的測出整個鏡片的屈光度。
[0018] 所述光源的中心點、狹縫的中心點、待檢測鏡片的遠(yuǎn)基準(zhǔn)點以及攝像機鏡頭的面 中心等尚。
[0019] 所述狹縫寬度為0?2mm，且連續(xù)可調(diào)。根據(jù)距離的使用情況可以調(diào)節(jié)狹縫寬度， 進(jìn)而得到最佳測試效果。
[0020] 所述的狹縫到待檢測鏡片的距離（沿光軸的距離）為20?40cm。作為優(yōu)選，所述 狹縫到待檢測鏡片的距離為30cm。
[0021] 本發(fā)明的檢測系統(tǒng)還包括移動裝置，所述移動裝置通過步進(jìn)電機帶動攝像機沿所 述光軸移動。相應(yīng)的，所述的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述步進(jìn)電機的移動步進(jìn)獲取清晰度最高 的圖像拍攝時刻下攝像機的位置。
[0022] 為獲取清晰度最高的圖像，除了通過步進(jìn)電機帶動攝像機移動外，作為優(yōu)選，所述 攝像機的鏡頭可以進(jìn)行手動調(diào)焦，相應(yīng)為得到清晰度最高的圖像拍攝時攝像機的位置，作 為另一種實現(xiàn)方式，所述的移動裝置上設(shè)有讀數(shù)標(biāo)尺，該讀數(shù)標(biāo)尺包括精讀標(biāo)尺和粗讀標(biāo) 尺，粗讀標(biāo)尺用于顯示步進(jìn)電機帶動的位置，粗讀標(biāo)尺用于顯示手動調(diào)焦的位置，將粗讀標(biāo) 尺和精度標(biāo)尺的讀數(shù)相加，即可得到此時攝像機的實際位置。
[0023] 所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)清晰度最高的圖像的拍攝時攝像機與待檢測鏡片之間的 距離計算該工作位下待檢測鏡片上光線照射區(qū)域的屈光度。本發(fā)明中采用圖像中邊緣點的 銳度作為該圖像的清晰度，計算時首先從所述圖像中任意選取一個邊緣點，并獲取以該邊 緣點為中心、大小為3X3的圖像塊，然后根據(jù)如下公式計算邊緣點的銳度P :
[0024] P = J([max(/)-min(/)]2/nj 1 ，
[0025] 其中，max(f)為所述圖像塊中處于對角位置和中線位置上的兩個像素點的灰度差 的最大值，min(f)為所述圖像塊中處于對角位置和中線位置上的兩個像素點的灰度差的最 小值，η = 8。
[0026] 本發(fā)明中采用逐個像元領(lǐng)域梯度的計算方法，即對某個像素點附近選取8個點， 計算最大和最小灰度值，然后進(jìn)行平方差求得圖像每點周圍的灰度擴散統(tǒng)計，其值越大，表 明圖像越清晰。
[0027] 從實際獲得圖像以及焦距中，可以看出獲得的圖像效果質(zhì)量較好，最終計算得到 該工作位下待檢測鏡片的屈光度與實際屈光度的相對誤差越小。在實際應(yīng)用時，通過該算 法計算一幀圖像清晰度的時間大概在2ms，判斷圖像清晰大概在10幀左右完成，也就是整 個自動對焦時間在20ms左右完成。
[0028] 所述數(shù)據(jù)處理模塊通過如下方法計算待檢測鏡片的屈光度D :
【主權(quán)項】
1. 一種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括： 沿光軸依次設(shè)置的光源、狹縫和攝像機，待檢測鏡片設(shè)在狹縫和攝像機之間，且沿垂直 于所述光軸的工作路徑移動，所述待檢測鏡片的工作路徑上設(shè)有若干個工作位，針對每個 工作位，所述攝像機沿著所述光軸移動，并進(jìn)行實時拍攝獲取視頻流； 還包括數(shù)據(jù)處理模塊，用于針對每個工作位下的視頻流，從中選取清晰度最高的一幀 圖像，并根據(jù)該時刻對應(yīng)的攝像機位置計算待檢測鏡片的屈光度。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光 源的中心點、狹縫的中心點、待檢測鏡片的遠(yuǎn)基準(zhǔn)點以及攝像機鏡頭的面中心等高。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述狹 縫寬度為〇?2mm，且連續(xù)可調(diào)。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的 狹縫到待檢測鏡片的距離為20?40cm。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括 移動裝置，所述移動裝置通過步進(jìn)電機帶動攝像機沿所述光軸移動。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù) 據(jù)處理模塊根據(jù)所述步進(jìn)電機的移動步進(jìn)獲取清晰度最高的圖像拍攝時刻下攝像機與待 檢測鏡片之間的距離。
7. 如權(quán)利要求1?6中任意一項所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特 征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)清晰度最高的圖像的拍攝時攝像機與待檢測鏡片之間的距 離計算該工作位下待檢測鏡片上光線照射區(qū)域的屈光度。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù) 據(jù)處理模塊采用圖像中邊緣點的銳度作為該圖像的清晰度，計算時首先從所述圖像中任意 選取一個邊緣點，并獲取以該邊緣點為中心、大小為3X3的圖像塊，然后根據(jù)如下公式計 算邊緣點的銳度P: 丁、-
-. > 其中，max(f)為所述圖像塊中處于對角位置和中線位置上的兩個像素點的灰度差的 最大值，min(f)為所述圖像塊中處于對角位置和中線位置上的兩個像素點的灰度差的最小 值，n= 8〇
9. 如權(quán)利要求8所述的用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù) 據(jù)處理模塊通過如下方法計算待檢測鏡片的屈光度D:
x是拍攝時攝像機的聚焦透鏡與待檢測鏡片之間的距離，F(xiàn)是攝像機的聚焦透鏡的焦 距，1是狹縫到待檢測鏡片的距離，H是狹縫的高度，H"是攝像機拍攝到的狹縫的高度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于漸進(jìn)多焦點鏡片屈光度的檢測系統(tǒng)，包括：沿光軸依次設(shè)置的光源、狹縫和攝像機，待檢測鏡片設(shè)在狹縫和攝像機之間，且沿垂直于所述光軸的工作路徑移動，所述待檢測鏡片的工作路徑上設(shè)有若干個工作位，針對每個工作位，所述攝像機沿著所述光軸移動，并進(jìn)行實時拍攝獲取視頻流；還包括數(shù)據(jù)處理模塊，用于針對每個工作位下的視頻流，從中選取清晰度最高的一幀圖像，并根據(jù)該時刻對應(yīng)的攝像機位置計算待檢測鏡片的屈光度。本發(fā)明的檢測系統(tǒng)，使用方便，利用單點檢測的原理，僅通過對待檢測鏡片進(jìn)行位移，即獲取整個鏡片的屈光度，操作簡單、易于實現(xiàn)。
【IPC分類】A61B3-103
【公開號】CN104605810
【申請?zhí)枴緾N201510081320
【發(fā)明人】鄭茹, 徐丹陽, 汪超, 隋成華
【申請人】杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月15日