CN105496351B - 一种双目验光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双目验光装置及验光方法，所述双目验光装置包括光源、聚光透镜组、分光装置、光学元件调节装置。所述分光装置把光分成两束，第一束光通过第一眼底成像光路，在第一成像单元上形成第一只人眼的眼底反射光的第一点阵图；第二束光通过第二眼底成像光路，在第二成像单元上形成第二只人眼的眼底反射光的第二点阵图；所述光学元件调节装置将所述第一、第二眼底成像光路沿着真实瞳距方向调整；将光源沿着光轴方向调节并保持雾视，使不同屈光度的被测者，双眼眼底都能分别在第一成像单元和第二成像单元上得到清晰的第一、第二点阵图；所述光源和双眼眼底相对于聚光透镜组共轭。本发明能测量双眼屈光度和瞳距，准确判断双眼的散光和轴位。

Description

一种双目验光装置
技术领域
本发明涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种双目验光装置及验光方法。
背景技术
现有技术中，采用几何光学方法进行眼睛视力异常测量的仪器虽然能够同时测量双眼，但通常只能检测一种参数，比如美国专利US5777718只是用来测量屈光。中国专利CN101718542 B一种光学测距装置及其便携式验光仪公开了利用测量人眼与仪器之间的工作距离来测量人眼屈光度的方法及装置，也只是用来测量屈光。
采用波前光学法可以测得更多的参数，但用这种方法通常只能测量单眼，因为波前测量对光线的敏感性和高要求，导致很难采用分光元件。
公开号为WO2005048829A2的国际专利申请中，公开了一种采用波前法测量眼睛视力不正的仪器，可以同时测量双眼，但它采用了复杂的光、机、电设施和计算机软件，设备复杂、成本高，并且对高度屈光不正的测量精确度不高。
中国专利CN 102988022 A视力偏差检测装置和方法公开了采用波前光学法的视力偏差检测装置和方法，但是只能测单眼，而且也只是测量人眼屈光。
因此，需要提出一种更简单高效的眼疾测量设备，能测量多种眼疾参数（例如：双眼屈光度、散光、轴位等），同时能测量瞳距，并能解决波前像差测屈光度方法对高度屈光不正的精确度不高的问题。
发明内容
本发明的目的在于通过波前像差测量原理测量双眼屈光度，解决波前像差测屈光度方法对高度屈光不正的精确度不高的问题，能够同时测量双眼屈光度、散光、轴位及双眼瞳距。
为此，本发明首先提出一种双目验光装置，包括：用于发出检测光的光源，用于将所述光源出射的检测光进行汇聚的第三透镜组，还包括分光装置，用于把光源出射的经第三透镜组汇聚的检测光分成两束，其中第一束光通过第一眼底成像光路并照射第一只人眼，返回的第一束光携带第一只人眼的眼底信息在所述第一眼底成像光路的第一成像单元上形成第一只人眼的眼底反射光的第一点阵图；第二束光通过第二眼底成像光路并照射第二只人眼，返回的第二束光携带第二只人眼的眼底信息在所述第二眼底成像光路的第二成像单元上形成第二只人眼的眼底反射光的第二点阵图；还包括光学元件调节装置，用于将第一眼底成像光路上的光学元件和第二眼底成像光路上的光学元件沿着瞳距方向调整；将光源沿着光轴方向调节并保持雾视，从而使得对于不同屈光度的被测者，双眼的眼底始终能分别在第一成像单元上得到清晰的所述第一点阵图以及在第二成像单元上得到清晰的所述第二点阵图；所述光源和双眼眼底相对于所述第三透镜组共轭。
优选地，所述第一眼底成像光路包括第一半透半反镜、第一透镜组、第一微透镜阵列和所述第一成像单元，依次沿光路设置；所述第二眼底成像光路包括第一反射镜、第二半透半反镜、第二透镜组、第二微透镜阵列和所述第二成像单元，依次沿光路设置；所述分光装置为第三半透半反镜；所述第一点阵图由携带有第一只人眼的眼底信息的所述第一束光入射到所述第一微透镜阵列，在所述第一成像单元上汇聚形成；所述第二点阵图由携带有第二只人眼的眼底信息的所述第二束光入射到第二微透镜阵列，在所述第二成像单元上汇聚形成。
进一步优选地，所述第一眼底成像光路还包括第二反射镜、第三反射镜，设置在第一半透半反镜与第一透镜组之间；所述第二眼底成像光路还包括第四反射镜、第五反射镜，设置在第二半透半反镜与第二透镜组之间。
进一步优选地，所述第一眼底成像光路还包括第一道威棱镜，设置在第一只人眼与第一半透半反镜之间；所述第二眼底成像光路还包括第二道威棱镜，设置在第二只人眼与第二半透半反镜之间；所述第一道威棱镜和所述第二道威棱镜为相同的规格。
进一步优选地，所述第一眼底成像光路还包括第一棱镜，设置在第一只人眼与第一半透半反镜之间；所述第二眼底成像光路还包括第二棱镜，设置在第二只人眼与第二半透半反镜之间；所述第一棱镜和所述第二棱镜为相同的规格。
更进一步优选地，所述第一棱镜的斜面（UVWX）、（U1V1W1X1）和所述第二棱镜的斜面（UVWX）、（U1V1W1X1）均与水平面均成45°角。
优选地，所述第一眼底成像光路包括第三道威棱镜、第一透镜组、第一微透镜阵列和所述第一成像单元，依次沿光路设置；所述第二眼底成像光路包括第一反射镜、第四道威棱镜、第二透镜组、第二微透镜阵列和所述第二成像单元，依次沿光路设置；所述第三道威透镜和所述第四道威透镜为相同的规格；所述分光装置为第三半透半反镜；所述第一点阵图由携带有第一只人眼的眼底信息的所述第一束光入射到所述第一微透镜阵列，在所述第一成像单元上汇聚形成；所述第二点阵图由携带有第二只人眼的眼底信息的所述第二束光入射到第二微透镜阵列，在所述第二成像单元上汇聚形成。
进一步优选地，所述第三道威透镜的入射面（AD）为半透半反面，出射面（FG）为全透面，出射面（FG）和反射面（AF）的夹角为45°，所述第三道威透镜的截面（DGFA）为等腰梯形；所述第四道威透镜的入射面（HL）为半透半反面，出射面（IG）为全透面，入射面（HL）和反射面（LG）的夹角为45°，所述第四道威透镜的截面（HIGL）为等腰梯形。
优选地，所述第一成像单元和第二成像单元同时为CMOS相机或同时为CCD成像单元。
本发明还提供一种使用上述双目验光装置检测双眼散光和轴位的方法，包括以下步骤：
S1、光源出射的光经第三透镜组汇聚后，由第三半透半反镜分成两束，其中第一束光通过第一眼底成像光路并照射第一只人眼，返回的第一束光携带有第一只人眼的眼底信息在所述第一眼底成像光路的第一成像单元上形成第一只人眼的眼底反射光的第一点阵图；第二束光通过第二眼底成像光路并照射第二只人眼，返回的第二束光携带有第二只人眼的眼底信息在所述第二眼底成像光路的第二成像单元上形成第二只人眼的眼底反射光的第二点阵图；
S2、用光学元件调节装置将第一眼底成像光路和第二眼底成像光路沿着真实瞳距方向调整，将光源沿着光轴方向调节并保持雾视，从而使得对于不同屈光度的被测者，双眼的眼底始终能分别在所述第一成像单元上得到清晰的所述第一点阵图以及在所述第二成像单元上得到清晰的所述第二点阵图；
S3、若第一成像单元上显示的第一点阵图和第二成像单元上显示的第二点阵图上横、纵方向上相邻四个点阵构成的图形均为正方形，则说明被测者双眼没有散光和轴位；若第一成像单元上显示的第一点阵图和第二成像单元上显示的第二点阵图上横、纵方向上相邻四个点阵构成的图形同时为是矩形或者同时为平行四边形，则说明被测者双眼有散光和轴位。
本发明还提供一种使用上述双目验光装置测量双眼屈光度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、光源出射的光经第三透镜组汇聚后，由第三半透半反镜分成两束，其中第一束光通过第一眼底成像光路并照射第一只人眼，返回的第一束光携带有第一只人眼的眼底信息在所述第一眼底成像光路的第一成像单元上形成第一只人眼的眼底反射光的第一点阵图；第二束光通过第二眼底成像光路并照射第二只人眼，返回的第二束光携带有第二只人眼的眼底信息在所述第二眼底成像光路的第二成像单元上形成第二只人眼的眼底反射光的第二点阵图；
S2、用光学元件调节装置将第一眼底成像光路和第二眼底成像光路沿着真实瞳距方向调整，将光源沿着光轴方向调节并保持雾视，从而使得对于不同屈光度的被测者，双眼的眼底始终能分别在所述第一成像单元上得到清晰的所述第一点阵图以及在所述第二成像单元上得到清晰的所述第二点阵图；
S3、根据第一成像单元上的第一点阵图中相邻两点阵之间的距离及系统设置的参数计算出第一只眼睛屈光度（D）；根据第二成像单元上的第二点阵图中相邻两点阵之间的距离及系统设置的参数计算出第二只眼睛屈光度（D）。
本发明还提供一种使用上述双目验光装置测量双眼瞳距的方法，包括以下步骤：
S1：根据上述测量双眼屈光度的方法测出被测者的双眼屈光度（D）；
S2、测量第一眼底的反射光在第一成像单元上所成的像偏离第一成像单元的中心O1的距离（K1）；测量第二眼底的反射光在第二成像单元上所成的像偏离第二成像单元的中心O1的距离（K2）；测量调节后系统瞳距（L2）；
S3、将步骤S2测得的K1、K2代入公式：
中的K，分别求得第一只人眼偏离第一成像光路中的第一透镜组的光轴的距离K1’、第二只人眼偏离第二成像光路中的第二透镜组的光轴距离K2’；
其中公式中：d为测量光路中第一透镜组5的像方主平面到第一成像单元7的距离，f为测量光路中第一透镜组5的焦距，D为测量得到的被测眼睛的屈光度，m为瞳孔到第一透镜组5的物方主平面的距离；
S4、将步骤S2测得的L2、步骤S3测得的K1’和K2’代入公式：
L1’= L2+ K1’+K2’，即可得到双眼瞳距（L1’）。
本发明的有益效果是：
1. 本发明的双目验光装置，通过分光装置把检测光分成两束，形成第一眼底成像光路和第二眼底成像光路；通过光学元件调节装置，将所述第一、第二眼底成像光路沿着真实瞳距方向调整；将光源沿着光轴方向调节并保持雾视，使不同屈光度的被测者，双眼眼底能分别在第一成像单元和第二成像单元上得到清晰的包含第一眼底信息和第二眼底信息的第一、第二点阵图；通过将光源和双眼眼底相对于聚光透镜组保持共轭，本发明的双目验光装置能够测量双眼屈光度和瞳距，准确判断双眼的散光和轴位。
2.本发明的使用所述双目验光装置的测量双眼屈光度的方法中，根据第一成像单元和第二成像单元上显示出第一点阵图和第二点阵图中相邻两点阵之间距离及本装置设置的参数计算出双眼屈光度（D）。由于光源可沿光轴前后调节并保持雾视，使得第一只眼睛的眼底始终能在第一成像单元上得到清晰的点阵图（即眼底像）,第二只眼睛的眼底始终能在第二成像单元上得到清晰的点阵图（即眼底像）。因此，测得的屈光度D更加精确。
3.本发明的使用所述双目验光装置检测双眼散光和轴位的方法中，根据第一成像单元、第二成像单元上显示的第一点阵图和第二点阵图中横、纵方向上相邻四个点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者是否有散光。由于光源可沿光轴前后调节并保持雾视，使得第一只眼睛的眼底始终能在第一成像单元上得到清晰的点阵图（即眼底像）,第二只眼睛的眼底始终能在第二成像单元上得到清晰的点阵图（即眼底像）。因此对于被测者双眼散光和轴位的判断更加精确。
4.本发明的使用所述双目验光装置测量双眼瞳距方法中，由于光源可沿光轴前后调节并保持雾视，系统瞳距（L2）可以通过对相应的光学元件调节后得到，因此双眼瞳距（L1’）的计算结果更加准确。
附图说明
图1是本发明实施例1光路图。
图2是本发明人眼眼底反射光点阵图。
图2-1、图2-2是本发明第一成像单元、第二成像单元4上的点阵图像。
图3是本发明实施例2光路图。
图4是本发明实施例3光路图。
图5是本发明实施例3中道威棱镜同时向上向下平移距离为p时的光路图。
图6是本发明实施例4光路图。
图7是本发明实施例4中道威棱镜斜向上移动后局部光路图。
图8是实施例5光路图。
图9是实施例5棱镜示意图。
图10为图9沿K向视图。
图11是实施例5中第一棱镜和第二棱镜分别向外旋转α角度示意图。
其中，1-光源；2-第三透镜组；3-第三半透半反镜；4-第一半透半反镜；5-第一透镜组；6-第一微透镜阵列；7-第一成像单元；8-第一只人眼；9-第一反射镜；10-第二半透半反镜；11-第二只人眼；12-第一透镜组；13-第二微透镜阵列； 14-第二成像单元； 15-第二反射镜、16-第三反射镜、17-第四反射镜、18-第五反射镜；21-第一道威棱镜、22-第二道威棱镜、23-第三道威棱镜、24-第四道威棱镜；41第一棱镜、42-第二棱镜；Er-眼底；Er1-眼底Er的反射光在第一成像单元7上所成的像；Er2-眼底Er的反射光在第二成像单元14上所成的像；O1-第一成像单元7的中心；O2-第二成像单元14的中心；K1-眼底Er的反射光在第一成像单元7上所成的像Er1偏离第一成像单元7的中心O1的距离；K2-眼底Er的反射光在第二成像单元14上所成的像Er2偏离第二成像单元14的中心O2的距离；L2-本装置的系统瞳距；L1’-双眼瞳距；A1、A2、A3、A4-第一只人眼眼底Er的反射光在第一成像单元7上所形成的点阵；B1、B2、B3、B4-第二只人眼眼底Er的反射光在第二成像单元14上所形成的点阵；a-第二只人眼向上调节的距离；p-第四道威棱镜平移距离；α-第二棱镜向外旋转角度；Q-第一棱镜斜面UVWX的中心点；Q1-第一棱镜斜面U1V1W1X1的中心点；R-第二棱镜斜面UVWX的中心点；R1-第二斜面U1V1W1X1的中心点；h-QQ1的距离、RR1的距离；31、32、33-光轴。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
如图1所示。
光源1发出的光束经过由若干成像透镜组成的第三透镜组2后，入射至第三半透半反镜3，其中一部分光束经过第三半透半反镜3的反射，形成反射光，另一部分光束经过第三半透半反镜3的透射，形成透射光。反射光经过第一半透半反镜4反射至第一只人眼8的眼底Er（即上面的眼睛E)，经过眼底Er散射，携带有第一只人眼8的眼底信息的反射光再返回至第一半透半反镜4，经过第一半透半反镜4透射至第一透镜组5，最后经第一微透镜阵列6在第一成像单元7上成像，得到第一只人眼8的眼底Er反射光的第一点阵图，见图2中的Er1。经过第三半透半反镜3透射形成的透射光入射至第一反射镜9，然后经过第一反射镜9反射至第二半透半反镜10，经第二半透半反镜10反射至第二只人眼11（即下面的眼睛E）的眼底Er，经过眼底Er散射，携带有第二只人眼11的眼底信息的反射光再返回至第二半透半反镜10，经过第二半透半反镜10透射至第二透镜组12，最后经第二微透镜阵列13在第二成像单元14上成像，得到第二只人眼11的眼底Er反射光的第二点阵图，见图2中的Er2。
根据图2中的点阵图上相邻点阵间距（如A1到A2的距离）及本装置设置的参数计算出屈光度。此处所说的本装置参数由本实施例中第三透镜组2、第一透镜组5以及第二透镜组12中所包含的所有透镜的焦距，以及所有镜片（包括所有透镜、所有反射镜、所有半透半反镜）间的距离，计算出被测者双眼屈光度。
参考图2-1，对于一个双眼没有散光（也叫柱镜）和轴位（也叫柱镜轴位）的测试者而言，第一成像单元7和第二成像单元14上显示的点阵图（见图2-1）各相邻点阵之间的距离相等，即点阵A1、A2、A3和A4构成的图形为正方形（该点阵是由携带有第一只人眼8的眼底信息的光束入射至第一微透镜阵列6，并在第一成像单元7上汇聚形成），点阵B1、B2、B3和B4构成的图形为正方形（该点阵是由携带有第二只人眼11的眼底信息的光束入射至第二微透镜阵列13，并在第二成像单元14上汇聚形成的）。若该测试者双眼有散光，则第一成像单元7、第二成像单元14上显示的点阵图像如图2-2所示，即横、纵方向上每相邻4个点阵构成的图形为矩形，假如图2-2中的左边的点阵图中四点A1、A2、A3、A4构成的图形为矩形A1A2A3A4，则说明第一只人眼8有散光和轴位。假如图2-2中右边的点阵图上四点B1、B2、B3、B4构成的图形为矩形B1B2B3B4，则说明第二只人眼11有散光和轴位。另外，对于双眼有散光和轴位的测试者而言，第一成像单元7、第二成像单元14上显示的也有可能是平行四边形点阵图，例如平行四边形A1A2A3A4以及平行四边形B1B2B3B4。
因此，根据本装置，能测出被测者的双眼屈光度，并根据点阵图上显示的横向、纵向上相邻四点点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者双眼是否有散光和轴位现象。
同时，本装置还能够测量双眼瞳距L1’。
一般而言，本装置的系统瞳距L2的初始值为65mm。但是，不同年龄段以及不同性别的人的瞳距不同，因此，测试不同年龄段和不同性别的人的瞳距时，使用的系统瞳距L2不会是65mm。为了得到不同的系统瞳距L2，需要将图1中的第一半透半反镜4、第二半透半反镜10沿着瞳距方向调整，同时沿着光轴调节光源1，直至双眼眼底Er反射光分别在第一成像单元7、第二成像单元14上分别成清晰的像（见图2）。由于第一成像单元7、第一微透镜阵列6、第一透镜组5和第一半透半反镜4处于同一光轴上，因此在调节第一成像单元7时，需要将第一成像单元7、第一微透镜阵列6、第一透镜组5和第一半透半反镜4作为整体进行调节（见图1）。同样的，由于第二半透半反镜10、第二透镜组12、第二微透镜阵列13以及第二成像单元14在同一光轴上，因此，在调节第二半透半反镜10时，需要将第二半透半反镜10、第二透镜组12、第二微透镜阵列13以及第二成像单元14作为整体调节（见图1），直至双眼眼底Er反射光分别在第一成像单元7、第二成像单元14上分别成清晰的像（见图2）。因此，L2可以比65mm大，也可能比65mm小。
当完成L2的调整后，接着计算双眼瞳距L1’。L1’的计算方法如下：假设图1中的第一只人眼8的眼底Er的反射光在第一成像单元7上所成的如图2所示的像Er1偏离第一成像单元7的中心O1的距离为K1；图1中的第二只人眼11的眼底Er的反射光在第二成像单元14上所成的如图2所示的像Er2偏离第二成像单元14的中心O2的距离为K2；将K1和K2代入公式（1）中，
公式（1）
（其中d为测量光路中第一透镜组5的像方主平面到第一成像单元7的距离，f为测量光路中第一透镜组5的焦距，D为被测者眼睛的屈光度，m为瞳孔到第一透镜组5的物方主平面的距离）即可计算出双眼眼轴偏离光轴（即成像单元中心）的实际距离K1’和K2’。 也就是说，将K1代入公式（1）中的K，可以求出第一只人眼8的眼轴(未图示）偏离图2中的光轴O1（即第一成像单元7的中心）实际距离K1’，K1由本装置测得，为已知值；将K2代入公式（1）中的K，可以求出第二只人眼11的眼轴(未图示）偏离图2中的光轴O2（即第二成像单元14的中心）实际距离K2’，K2由本装置测得，为已知值。事实上，第二透镜组12和第一透镜组5完全相同，第二微透镜阵列13和第一微透镜阵列6完全相同，第一成像单元7和第二成像单元14完全相同，第二透镜组12的像方主平面到第二成像单元14的距离也为d，因此，在计算K2’时，除K2和K1参数不同以外，其余都相同。
在完成上述K1’、K2’计算后，双眼瞳距L1’可以通过公式L1’=L2+K1’+K2’计算得到。
K1’、K2’可以为正，也可以为负，还可以为0。若K1’为0，则表明经过第一只人眼8的眼底Er的反射光刚好经过第一成像单元7的中心O1；若K2’为零，则表明经过第二只人眼11的眼底Er的反射光刚好经过第二成像单元14的中心O2。
由于光源1能够沿光轴前后调节并保持雾视，因此，对于不同屈光度的被测者，双眼眼底Er始终能分别在两个成像单元上得到清晰的点阵图（见图2）。
需要说明的是，图1中的第一透镜组5、第二透镜组12均包括了两个透镜，但这仅仅是示例性的；第三透镜组2包括了3个透镜，这也仅仅是示例性的。事实上，第一透镜组5、第二透镜组12可以只有1个透镜，例如只有透镜51或者透镜121，d的定义维持不变；若第一透镜组5、第二透镜组12包括3块或者3块以上的透镜，则d为第一透镜组5的所有透镜组合后得到的像方主平面到第一成像单元7的距离。
需要说明的是，在测双眼瞳距和验光时，光源1和双眼眼底Er相对于第三透镜组2必须满足共轭条件，即被测者为非正视眼时，光源1经过水平调节后能在双眼眼底Er上成清晰的图像；若被测者为正视眼，则光源1和眼底Er也需要满足共轭条件，此时，光源1可以不经过调节就能实现共轭条件。
第一成像单元7和第二成像单元14同时为为CMOS相机或同时为CCD成像单元。
实施例2
如图3所示，光源1发出的光束经过由若干成像透镜组成的第三透镜组2后， 入射至第三半透半反镜3，分成两部分光束，其中一部分光束经过第三半透半反镜3反射至第一半透半反镜4，另一部分光束经过第三半透半反镜3透射至第一反射镜9。反射至第一半透半反镜4那束光经过第一半透半反镜4反射，入射至第一只人眼8的眼底Er（即上面的眼睛E)，经过眼底Er散射，携带有第一只人眼8的眼底信息的反射光束返回至第一半透半反镜4，经过第一半透半反镜4透射至第二反射镜15，第二反射镜15将光束反射至第二反射镜16，光束经过第一透镜组5，最后经第一微透镜阵列6在第一成像单元7上成像，得到第一只人眼8的眼底Er反射光的第一点阵图，见图2中的Er1。被第三半透半反镜3透射的那部分光束入射至第一反射镜9，经第一反射镜9反射至第二半透半反镜10，第二半透半反镜10将接收到的光束反射至第二只人眼11的眼底Er（即下面的眼睛E），经过眼底Er散射，携带有第二只人眼11的眼底信息的反射光束返回至第二半透半反镜10，经第二半透半反镜10透射至第四反射镜17，第四反射镜17将光束反射至第五反射镜18，第五反射镜18将接收到的光束反射至由若干透镜组成的第二透镜组12，最后光束经过第二微透镜阵列13，在第二成像单元14上成像，得到第二只人眼11的眼底Er反射光的第二点阵图，见图2中的Er2。
由于光源1能够沿光轴前后调节并保持雾视，因此，对于不同屈光度的被测者，双眼眼底Er始终能分别在两个成像单元上得到清晰的点阵图（见图2）。
和实施例1一样，根据本装置也能测出被测者的双眼屈光度，并根据点阵图上显示的横向、纵向上相邻四点点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者双眼是否有散光和轴位现象。具体测量方法以及检测原理和实施例1相同。
同时，本装置也能测量双眼瞳距L1’。
和实施例1一样，L1’=L2+K1’+K2’。因此，也要求出L2、K1’和K2’。K1’和 K2’的求法和实施例1完全相同，在此不再赘述，但调节后的系统瞳距L2的值求得方式和实施例1不同。具体而言，在本实施例中，是通过将第二反射镜15、第一半透半反镜4作为整体上下调节；将第二半透半反镜10和第四反射镜17作为整体上下调节，直到调节后的系统瞳距L2满足瞳距测试需要，因此，L2可以比65mm大，也可能比65mm小，也有可能为65mm。 若刚好为65mm，则说明本装置不需要做任何调节。
因此，实施例2和实施例1唯一不同的是，在L2的调整过程中，调节的光学元件不同。
本实施例的优点在于：增加第二反射镜15、第三反射镜16和第四反射镜17、第五反射镜18后，在测量瞳距不同的被测者时，不需要像实施例1那样需要移动第一半透半反镜4、第一透镜组5、第一微透镜阵列6和第一成像单元7；也不需要移动第二半透半反镜10、第二透镜组12、第二微透镜阵列13和第二成像单元14。只需要将第一半透半反镜4和第二反射镜15作为一组整体沿着瞳距方向平移，将第二半透半反镜10和第四反射镜17作为一组整体沿着瞳距方向平移，保证了光轴31、光轴32和光轴33一直保持相互平行，使最后测得的瞳距L1’更准确。
实施例3
参考图4， 本实施例中，光源1发出的光束经过由若干成像透镜组成的第三透镜组2后，入射至第三半透半反镜3，其中一部分光束经过第三半透半反镜3的反射，形成反射光，另一部分光束经过第三半透半反镜3的透射，形成透射光。反射光经过第一半透半反镜4反射至第一道威棱镜21，经过第一道威棱镜21折射后，光束入射至第一只人眼8的眼底Er（即上面的眼睛E)，经过眼底Er散射，携带有第一只人眼8的眼底信息的反射光再返回第一道威棱镜21，经第一道威棱镜21折射后，返回至第一半透半反镜4，经过第一半透半反镜4透射至第一透镜组5，最后经第一微透镜阵列6在第一成像单元7上成像，得到第一只人眼8的眼底Er反射光的第一点阵图，见图2中的Er1。经过第三半透半反镜3透射形成的透射光入射至第一反射镜9，然后经过第一反射镜9反射至第二半透半反镜10，经第二半透半反镜10反射至第二道威棱镜22，经第二道威棱镜22折射后，光束入射至第二只人眼11的眼底Er.经过眼底Er散射，携带有第二只人眼11的眼底信息的反射光束返回至第二道威棱镜22，经第二道威棱镜22折射后，光束入射至第二半透半反镜10，经过第二半透半反镜10透射至第二透镜组12，最后经第二微透镜阵列13在第二成像单元14上成像，得到第二只人眼11的眼底Er反射光的第二点阵图，见图2中的Er2。
由于人眼的瞳距不同，假如被测试人员的瞳距较大，则在本实施例（即实施例3）中只需要沿着瞳距方向（上下方向）调节第一道威棱镜21和第二道威棱镜22，具体见图5。第一只人眼8到第二只人眼11之间的瞳距L2也随之进行调节。假设图5中的第一道威棱镜21相对于图4中的第一道威棱镜21向上平移了距离p(p为已知值），图5中的第二道威棱镜22相对于图4中的道威棱镜22向下平移了距离P，则双眼之间的瞳距L2变为65+4p，该值即为L2。一般而言，L2的初始设置值为65mm。和前面两个实施例一样，调节L2的目的是为了使具有不同瞳距的测试者（因为很多被测试者的瞳距并不是设计的初始值65mm）的双眼最终能在第一成像单元7、第二成像单元14上成如图2所示的反射光的第一点阵图和第二点阵图。
本实施例中，所述第一道威棱镜21和第二道威棱镜22为相同的规格。
由于光源1能够沿光轴前后调节并保持雾视，因此，对于不同屈光度的被测者，双眼眼底Er始终能分别在两个成像单元上得到清晰的点阵图（见图2）。
和实施例1一样，根据本装置也能测出被测者的双眼屈光度，并根据点阵图上显示的横向、纵向上相邻四点点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者双眼是否有散光和轴位现象。具体测量方法以及检测原理和实施例1相同，在此不再赘述。
同时，本装置也能测量双眼瞳距L1’。
同样的，在本实施例中，L1’=L2+K1’+K2’=65+4P+K1’+K2’。因此，也要求出调节后的系统瞳距L2、K1’和K2’。K1’和 K2’的求法和实施例1完全相同，在此不再赘述，但L2的值求得方式和实施例1不同。具体地，在本实施例中，是通过沿着瞳距方向调节第一道威棱镜21和第二道威棱镜22，来实现L2的调节。
本实施例的优点在于：在测量瞳距时，只需要沿着瞳距方向调节第一道威棱镜21和第二道威棱镜22，对于其他光学元件不需要再调节。因此，光轴31、光轴32、光轴33之间的平行关系容易保证，则最后测得的瞳距L1’更准确。同时，当第一道威棱镜21沿着瞳距方向调节时，第一只人眼8到第一透镜组5的光程不会发生改变；当第二道威棱镜22沿着瞳距方向调节时，第二只人眼11到第二透镜组12的光程不变。
实施例4
参考图6，光源1发出的光经过第三透镜组2后入射至第三半透半反镜3，一部分由第三半透半反镜3的反射，另一部分则由第三半透半反镜3的透射。经过第三半透半反镜3反射的反射光入射至第三道威棱镜23的入射面AD上的E点，经过入射面AD反射至第一只人眼8的眼底Er，经过眼底Er散射后，携带有第一只人眼8的眼底信息的反射光束返回至E点，经入射面AD的折射，折射光入射至反射面AF的B点，然后经B点反射至C点并在C点处发生折射，折射光经过第一透镜组5，最后经第一微透镜阵列6在第一成像单元7上成像，得到第一只人眼8的眼底Er反射光的第一点阵图，见图2中的Er1。经过第三半透半反镜3透射的光束入射至第一反射镜9，第一反射镜9将光束反射至第四道威棱镜24的入射面HL的M点，经过M点反射至人眼11的眼底Er，经过眼底Er散射后，携带有第二只人眼11的眼底信息的反射光束入射至M点，并在M点产生折射，折射光入射至K点，然后反射至N点，并再次发生折射，折射光透射至第二透镜组12，最后经第二微透镜阵列13在第二成像单元14上成像，得到第二只人眼11的眼底Er反射光的第二点阵图，见图2中的Er2。
本实施例中，所述第三道威棱镜23和第四道威棱镜23为相同的规格。
由于光源1能够沿光轴前后调节并保持雾视，因此，对于不同屈光度的被测者，双眼眼底Er始终能分别在两个成像单元上得到清晰的点阵图（见图2）。
和实施例1一样，根据本装置也能测出被测者的双眼屈光度，并根据点阵图上显示的横向、纵向上相邻四点点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者双眼是否有散光和轴位现象。具体测量方法以及检测原理和实施例1相同，在此不再赘述。
同时，本装置也能测量双眼瞳距L1’。
和实施例1一样，L1’=L2+K1’+K2’。因此，也要求出调节后的系统瞳距L2、K1’和K2’。K1’和 K2’的求法和实施例1完全相同，在此不再赘述。L2的值求得方式和前面几个实施例不同。同样的，本实施例中L2和前面几个实施例一样也需要调节。参考图6，在本实施例中，通过将第三道威透镜23沿着FG方向上下调节，将第四道威透镜24沿着IG方向上下调节，直至双眼眼底Er反射光分别在第一成像单元7、第二成像单元14上分别成清晰的点阵图（见图2）。最后根据公式L1’=L2+K1’+K2’求出双眼瞳距L1’。
参考图7，下面具体解释为什么说将第四道威透镜24沿着出射面GI方向(斜向上）调节，返回的光路依然能从N点平行射出（向下调节也是同样的原理）。假设某一个测试者在测瞳距时，其瞳距比初设值65mm小，则需要将第四道威透镜24斜向上调节，将第三道威透镜23沿着出射面FG方向斜向下调节。当将第四道威透镜24斜向上调节时，将原来由第一反射镜9入射到第四道威透镜24上的光束的入射点由M点变为了M1点，经过M1点反射反射至第二只人眼11的眼底，经眼底散射后，返回到M1点，并在M1处发生折射，折射光在第四道威透镜24的L1G1面的K1点发生反射，反射光K1N也在N处发生折射，产生的折射光由N点平行射出。由此可以看出，即使第四道威透镜24沿着出射面GI方向无论向内向外平移，最后由N点平行射出的光束的出射位置依然没有变化。同样的，对于第三道威透镜23也一样。
因此，调节本装置的系统瞳距L2时，无论第三道威透镜23和第四道威透镜24怎么沿着相应的斜面平移，以满足不同瞳距测试的人的需要，但最后双眼依然能在第一成像单元7和第二成像单元14成像，并且不需要对第一透镜组5、第一微透镜阵列6、第一成像单元7、第二透镜组12、第二微透镜阵列13、第二成像单元14进行平移。
假设第四道威透镜24平移距离为P，则第二只眼睛11向上调节的距离a为2p*sin45°。由于第三道威透镜23斜向下的移动距离和道威透镜22一样，所以双眼向内调节2a，为4p*sin45°。所以调节后的L2的值为65－4p*sin45°。
最后根据公式L1’=L2+K1’+K2’=65－4p*sin45°+K1’+K2’求出双眼之间的真实瞳距L1’。需要说明的是，如果第四道威透镜24、第三道威透镜23向外移动，则L1’=65+4p*sin45°+K1’+K2’。
在本实施例中，第三道威透镜23的入射面AD为半透半反面，出射面FG为全透面，出射面FG和反射面AF的夹角为45°，第三道威透镜23的截面DGFA为等腰梯形；第四道威透镜24的入射面HL为半透半反面，出射面IG为全透面，入射面HL和反射面LG面的夹角为45°，第四道威透镜24的截面HIGL为等腰梯形。
本实施例的优点：一方面，光轴31，光轴32和光轴33在第三道威透镜21和第四道威透镜22平移时均不会受影响而且始终保持平行，有利于提高瞳距测量的准确性；另一方面，和前面3个实施例相比，少了第一半透半反镜4和第二半透半反镜10，因此整个光路占据的空间更小，布局更加紧凑。同时，当第三道威棱镜23沿着瞳距方向调节时，第一只人眼8到第一透镜组5的光程不会发生改变；当第四道威棱镜24沿着瞳距方向调节时，第二只人眼11到第二透镜组12的光程不变。
实施例5
参考图8，光源1发出的光经过第三透镜组2后入射至第三半透半反镜3，一部分由第三半透半反镜3的反射，另一部分由第三半透半反镜3透射。被第三半透半反射镜3反射的光束入射至第一半透半反镜4，经过第一半透半反镜4反射至第一棱镜41的斜面UVWX（见图9），经过斜面UVWX反射至斜面U1V1W1X1，最后被斜面U1V1W1X1反射到面UXX1U1并被平行射出，射出的光束入射至第一只人眼8的眼底Er（即上面的眼睛E)，经过眼底Er散射，携带有第一只人眼8的眼底信息的反射光束按原路返回至第一半透半反镜4，经过第一半透半反镜4透射至第一透镜组5，最后经第一微透镜阵列6在第一成像单元7上成像，得到第一只人眼8的眼底Er反射光的第一点阵图，见图2中的Er1。被第三半透半反射镜3透射的光束入射至第一反射镜9，经过第一反射镜9反射至第二半透半反镜10，经过第二半透半反镜10反射至第二棱镜42的斜面UVWX（见图9），经过斜面UVWX反射至斜面U1V1W1X1，最后被斜面U1V1W1X1反射到面UXX1U1并被平行射出，射出的光束入射至第二只人眼11的眼底Er（即上面的眼睛E)，经过眼底Er散射，携带有第二只人眼11的眼底信息的反射光束按原路返回至第二半透半反镜10，经过第二半透半反镜10透射至第二透镜组12，最后经第二微透镜阵列13在第二成像单元14上成像，得到第二只人眼11的眼底Er反射光的第二点阵图，见图2中的Er2。
本实施例中，所述第一棱镜41和第二棱镜42为相同的规格。
由于光源1能够沿光轴前后调节并保持雾视，因此，对于不同屈光度的被测者，双眼眼底Er始终能分别在两个成像单元上得到清晰的点阵图（见图2）。
和实施例1一样，根据本装置也能测出被测者的双眼屈光度，并根据点阵图上显示的横向、纵向上相邻四点点阵构成的图形是否是正方形判断出被测者双眼是否有散光和轴位现象。具体测量方法以及检测原理和实施例1相同，在此不再赘述。
同时，本装置也能测量双眼瞳距L1’。
和实施例（1）一样，L1’=L2+K1’+K2’。因此，也要求出L2、K1’和K2’。K1’和 K2’的求法和实施例1完全相同，在此不再赘述。
由于本实施例中第一棱镜41和第二棱镜42不同于前面所说的道威棱镜。所以在本实施例中调节后的系统瞳距L2的求法和前面几个实施例也不相同。
参考图10，图10为图9沿K向视图，第一棱镜41的轴心线为QQ1，其中Q为斜面UVWX的中心点，Q1为斜面U1V1W1X1的中心点，定义QQ1的距离为h。第二棱镜42的轴心线为RR1，R为棱镜42的斜面UVWX的中心点，R1为斜面U1V1W1X1的中心点。由于第一棱镜41和第二棱镜42完全相同，所以RR1的距离也为h。由于不同的人的瞳距会有所不同，在测试时，需要通过调节第一棱镜41、第二棱镜42来相匹配。具体调节的办法见图11。假设在图10中，第一棱镜41、第二棱镜42没有调节时的距离为65mm，对于瞳距比较大的人，则需要分别将第一棱镜41和第二棱镜42分别向外旋转α角度。旋转的时候，第一棱镜41的轴QQ1以Q为旋转中心向外旋转α角度，第二棱镜42的轴RR1以R1为旋转中心向外旋转α角度。则调整后的L2=65+2h*sinα,最后双眼瞳距L1’=L2+K1’+K2’=65+2h*sinα+K1’+K2’。
在本实施例中，第一棱镜41和第二棱镜42的斜面UVWX、U1V1W1X1与水平面均成45°角。
本实施例的优点在于：只需通过向外或者向内旋转第一棱镜41和第二棱镜42，而不用调节其他光学元件，实现精确测量双眼瞳距L1’的目的，同时，图8中的光轴31、光轴32和光轴33位置不受影响且保持互相平行，也实现了精确测量的目的。
在上面5个实施例中，本装置设置的系统瞳距L2的初始值都为65mm，经过5个实施例的调节后，变为L2，此时，L2的值可能比65mm大，也可能比65mm小，也可能刚好是65mm。当完成L2的调节后，然后分别求得第一只人眼眼轴偏离第一成像光路中的第一透镜组5的光轴的距离K1’，第二只人眼眼轴偏离第二成像光路中的第二透镜组12的光轴距离K2’，最后根据公式L1’=L2+K1’+K2’才求出双眼瞳距L1’。L1’可以由设置在本装置中显示模块（未图示）实时显示出来。在5个实施例中，测量屈光度和散光及轴位的原理都相同，测量双眼瞳距L1’则有细微差别。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双目验光装置，包括：用于发出检测光的光源（1），用于将所述光源（1）出射的检测光进行汇聚的第三透镜组（2），其特征在于：还包括分光装置，用于把光源（1）出射的经第三透镜组（2）汇聚的检测光分成两束，其中第一束光通过第一眼底成像光路并照射第一只人眼（8），返回的第一束光携带第一只人眼（8）的眼底信息在所述第一眼底成像光路的第一成像单元（7）上形成第一只人眼（8）的眼底（Er）反射光的第一点阵图；第二束光通过第二眼底成像光路并照射第二只人眼（11），返回的第二束光携带第二只人眼（11）的眼底信息在所述第二眼底成像光路的第二成像单元（14）上形成第二只人眼（11）的眼底（Er）反射光的第二点阵图；还包括光学元件调节装置，用于将第一眼底成像光路上的光学元件和第二眼底成像光路上的光学元件沿着瞳距方向调整；将光源（1）沿着光轴方向调节并保持雾视，从而使得对于不同屈光度的被测者，双眼眼底（Er）始终能分别在所述第一成像单元（7）上得到清晰的所述第一点阵图以及在所述第二成像单元（14）上得到清晰的所述第二点阵图以根据所述第一点阵图中相邻两点阵之间的距离及本装置设置的参数计算出第一只人眼（8）的屈光度，并根据所述第二点阵图中相邻两点阵之间的距离及本装置设置的参数计算出第二只人眼（11）的屈光度；所述光源（1）和双眼眼底（Er）相对于所述第三透镜组（2）共轭；其中所述分光装置为第三半透半反镜（3）；所述第一点阵图由携带有第一只人眼（8）的眼底信息的所述第一束光入射到所述第一眼底成像光路的第一微透镜阵列（6），在所述第一成像单元（7）上汇聚形成；所述第二点阵图由携带有第二只人眼（11）的眼底信息的所述第二束光入射到所述第二眼底成像光路的第二微透镜阵列（13），在所述第二成像单元（14）上汇聚形成。
2.如权利要求1所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一眼底成像光路包括第一半透半反镜（4）、第一透镜组（5）、第一微透镜阵列（6）和所述第一成像单元（7），依次沿光路设置；所述第二眼底成像光路包括第一反射镜（9）、第二半透半反镜（10）、第二透镜组（12）、第二微透镜阵列（13）和所述第二成像单元（14），依次沿光路设置。
3.如权利要求2所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一眼底成像光路还包括第二反射镜（15）、第三反射镜（16），设置在第一半透半反镜（4）与第一透镜组（5）之间；所述第二眼底成像光路还包括第四反射镜（17）、第五反射镜（18），设置在第二半透半反镜（10）与第二透镜组（12）之间。
4.如权利要求2所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一眼底成像光路还包括第一道威棱镜（21），设置在第一只人眼（8）与第一半透半反镜（4）之间；所述第二眼底成像光路还包括第二道威棱镜（22），设置在第二只人眼（11）与第二半透半反镜（10）之间；所述第一道威棱镜（21）和所述第二道威棱镜（22）为相同的规格。
5.如权利要求2所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一眼底成像光路还包括第一棱镜（41），设置在第一只人眼（8）与第一半透半反镜（4）之间；所述第二眼底成像光路还包括第二棱镜（42），设置在第二只人眼（11）与第二半透半反镜（10）之间；所述第一棱镜（41）和所述第二棱镜（42）为相同的规格。
6.如权利要求5所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一棱镜（41）的斜面UVWX、U1V1W1X1和所述第二棱镜（42）的斜面UVWX、U1V1W1X1均与水平面均成45°角。
7.如权利要求1所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一眼底成像光路包括第三道威棱镜（23）、第一透镜组（5）、第一微透镜阵列（6）和所述第一成像单元（7），依次沿光路设置；所述第二眼底成像光路包括第一反射镜（9）、第四道威棱镜（24）、第二透镜组（12）、第二微透镜阵列（13）和所述第二成像单元（14），依次沿光路设置；所述第三道威透镜（23）和所述第四道威透镜（24）为相同的规格。
8.如权利要求7所述的双目验光装置，其特征在于：所述第三道威透镜（23）的入射面（AD）为半透半反面，出射面（FG）为全透面，出射面（FG）和反射面（AF）的夹角为45°，所述第三道威透镜（23）的截面（DGFA）为等腰梯形；所述第四道威透镜（24）的入射面（HL）为半透半反面，出射面（IG）为全透面，入射面（HL）和反射面（LG）的夹角为45°，所述第四道威透镜（24）的截面（HIGL）为等腰梯形。
9.如权利要求1-8任一项所述的双目验光装置，其特征在于：所述第一成像单元（7）和第二成像单元（14）同时为CMOS相机或同时为CCD成像单元。
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