CN109452928B - 一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，包括验光端、瞳孔图像数据库以及中心服务器；所述第一检索步骤包括根据从所述瞳孔图像数据库中筛选与所述校准参数相同的采集参数以得到由对应采集基准信息组成的第一筛选组，所述第二检索步骤从所述第一筛选组中确定一与所述校准数据差值在预设范围内的采集数据以得到由所述采集基准信息生成第二筛选组，所述第三筛选步骤从所述第二筛选组中确定一采集基准信息并获取该采集基准信息对应的观测参数至对应的所述验光端。通过这样设置，首先可以通过不断输入样本建立数据库，而当用户需要进行验光时，根据云服务器就可以获得最佳的验光参数，这样一来无需验光师干预，就可以完成验光。

Description

一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统
技术领域
本发明涉及光学验光系统领域,更具体地说，涉及一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统。
背景技术
验光是检查光线入射眼球后的聚集情况，它以正视眼状态为标准，测出受检眼与正视眼间的聚散差异程度。由于很多人在一生中，几乎都会和眼镜结缘，因此，目前验光是眼视光学工作者最基础、最常用但又重要的工作之一，所以就验光这一名词而言，在社会生活中，不论眼科医生，还是普通老百姓，都十分熟悉。
而目前存在一定问题，由于验光师水平不同，所以会造成验光效果出现区别，而会对用户实际眼镜的配置产生影响，从而影响用户的视力。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，包括验光端、瞳孔图像数据库以及中心服务器；
所述验光端包括验光器，所述验光器包括壳体、成像结构、观测结构以及瞳孔图像采集器，所述成像结构设置于所述壳体内部，所述成像结构包括投光器以及活动屏，所述投光器用于生成第一投影图像并将所述第一投影图像投影至所述活动屏上，所述观测结构包括观测口以及观测镜片组件，所述观测镜片组件包括若干参数不同的验光镜片，所述验光镜片设置于所述观测口上以使人体视线经过所述验光镜片至所述活动屏，所述壳体设置有活动轨道以及距离驱动件，所述活动屏通过所述距离驱动件连接于所述活动轨道以调节所述活动屏于所述观测口之间的距离，所述瞳孔图像采集器设置于所述观测口，用于采集瞳孔图像；
所述观测镜片组件如附图4所示，所述观测镜片组件132包括前非球面镜片1321、后非球面镜片1322、精确滑移螺纹齿条1323、镜片移动步进电机1324和电机轴1325，其中，精确滑移螺纹齿条1323套设在观测镜片组件132的内壁，而后非球面镜片1322固定安装于精确滑移螺纹齿条的内部，并随精确螺纹齿条的旋转带动水平移动，从而改变和前非球面镜片1321的相对位移，进而调整镜片的度数。所述镜片移动步进电机1324连接带蜗杆的电机轴1325，电机轴和精确滑移螺纹齿条1323啮合，从而在镜片移动步进电机驱动电机轴的转动时，驱动精确滑移螺纹齿条1323的转动，同时，进行水平方向的位移，从而实现调整前后非球面镜片的距离，为了保证调整精度的精确性，达到无极调节镜片度数的效果，使观测镜片组件的两个镜片通过设计实现1厘米的位移，产生了1度镜片度数的变化。
对精确滑移螺纹齿条的螺纹螺距合理设置，实现所述镜片的水平位移距离实现1厘米的位移，产生了1度镜片度数的变化。
精确滑移螺纹齿条123的水平方向的位移的最大距离，可以保证产生100度的镜片度数变化。
其中，镜片移动步进电机(1324)的转速n1通过变速器从而将转速将至合适的转速n2，则精确滑移螺纹齿条的转速N3＝n2＊D1/D2；
从而驱动后非球面镜片(1322)移动1厘米，即改变观测镜片组件编号1°需要的时间t＝D2/(D1＊n2＊d)；即为了调整改变1°的变化，只需驱动镜片移动步进电机转动t秒；
其中，电机轴的直径为D1，精确滑移螺纹齿条的外径为D2，其螺纹的螺距为d；
所述验光端配置有采集模块，所述采集模块包括有采集策略，所述采集策略包括生成采集参数，采集模块控制所述成像结构根据所述采集参数控制所述投光器以及所述活动屏工作，验光员控制所述观测镜片组件以调节至一对应的观测镜片，所述采集模块根据所述观测镜片的参数生成观测参数，所述瞳孔图像采集器采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔采集图像，所述采集模块根据瞳孔采集图像、采集参数以及观测参数生成采集信息；
所述中心服务器用于接收所述采集信息并配置有量化模块，所述量化模块用于量化所述瞳孔采集图像以得到采集数据，根据得到的采集数据结合对应的采集参数、观测参数以生成采集基准信息，并将所述采集基准信息存储至所述瞳孔图像数据库；
所述验光端还配置所述校准模块，所述校准模块包括校准策略，所述校准策略包括生成校准参数，控制所述成像结构根据所述校准参数控制所述投光器以及所述活动屏工作，所述瞳孔图像采集器根据采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔校准图像，所述采集模块根据所述瞳孔校准图像并结合所述校准指令生成校准信息；
所述中心服务器用于接收所述校准信息，所述中心服务器还包括检索模块，通过所述量化模块量化所述瞳孔校准图像得到校准数据，所述校准数据的格式与所述采集数据的格式相同，所述校准参数与所述采集参数的格式相同，所述检索模块包括第一检索步骤、第二检索步骤以及第三检索步骤，所述第一检索步骤包括根据从所述瞳孔图像数据库中筛选与所述校准参数相同的采集参数以得到由对应采集基准信息组成的第一筛选组，所述第二检索步骤从所述第一筛选组中确定一与所述校准数据差值在预设范围内的采集数据以得到由所述采集基准信息生成第二筛选组，所述第三筛选步骤从所述第二筛选组中确定一采集基准信息并获取该采集基准信息对应的观测参数至对应的所述验光端。
进一步地：所述采集数据包括左外瞳径、左内瞳径、左瞳心偏移度、右外瞳径、右内瞳径以及右瞳心偏移度。
进一步地：所述采集参数包括活动屏于所述观测口之间的距离，所述校准参数包括活动屏于所述观测口之间的距离。
进一步地：所述成像参数包括投光器输出的第一投影图像信息，所述校准参数包括投光器输出的第一投影图像信息。
进一步地：所述观测参数包括球镜光度以及柱镜光度。
进一步地：所述观测参数还包括柱镜轴向、远用瞳距、近用瞳距、瞳高以及光学中心距。
进一步地：所述验光端还包括修正模块，所述验光员根据验光端接收到的观测参数输入评价值，所述修正模块上传所述评价值至中心服务器，中心服务器根据评价值标记对应的采集数据。
进一步地：根据第二筛选组确定采集数据的方法包括以评价值最高的采集数据为被确定的采集数据。
进一步地：所述观测参数包括观测镜片的材料参数以及形状参数。
进一步地：所述距离驱动件设置为步进电机。
本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，首先可以通过不断输入样本建立数据库，而当用户需要进行验光时，根据云服务器就可以获得最佳的验光参数，这样一来无需验光师干预，就可以完成验光。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明的采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统的系统架构原理图；
图2：本发明的采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统的验光器结构图；
图3：本发明的采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统的验光器图2中A-A剖视图。
附图4：本发明的观测镜片组件的结构示意图。
附图标记：1、验光端；11、采集模块；12、校准模块；13、修正模块；100、验光器；110、壳体；120、成像结构；121、投光器；122、活动屏；123、距离驱动件；124、活动轨道；130、观测结构；131、观测口；132、观测镜片组件；140、瞳孔图像采集器；2、瞳孔图像数据库；3、中心服务器；31、量化模块；32、检索模块。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
参照图1所示，一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，包括验光端1、瞳孔图像数据库2以及中心服务器3；
参照图2-3所示，所述验光端1包括验光器100，所述验光器100包括壳体110、成像结构120、观测结构130以及瞳孔图像采集器140，所述成像结构120设置于所述壳体110内部，所述成像结构120包括投光器121以及活动屏122，所述投光器121用于生成第一投影图像并将所述第一投影图像投影至所述活动屏122上，所述观测结构130包括观测口131以及观测镜片组件132，所述观测镜片组件132包括若干参数不同的验光镜片，所述验光镜片设置于所述观测口131上以使人体视线经过所述验光镜片至所述活动屏122，所述壳体110设置有活动轨道124以及距离驱动件123，所述活动屏122通过所述距离驱动件123连接于所述活动轨道124以调节所述活动屏122于所述观测口131之间的距离，所述瞳孔图像采集器140设置于所述观测口131，用于采集瞳孔图像；所述距离驱动件123设置为步进电机。首先对验光端1的功能和原理做出详述，验光端1由3个功能组成：1、投光，也就是投射一个图像，但需要说明的是，投射的图像的图案、颜色均是可以根据输入的成像参数不同进行调节的，而同样的，视线距离也可以进行调节，具体通过将活动屏122设置在轨道上，而投光器121可以设置在轨道上也可以不设置在轨道上，通过人眼对图像观察时的图像，进行大数据统计和分析。2、观测，如图所示，观测包括两个部分通过不同的验光镜片放置的在观测口131的方式实现，而需要说明的是，验光镜片和验光口的固定可以是通过插槽的方式，也可以通过轮盘上设置若干的镜片，由电机带动切换，在此不做赘述。所述观测参数包括球镜光度以及柱镜光度。所述观测参数还包括柱镜轴向、远用瞳距、近用瞳距、瞳高以及光学中心距。3、图像采集，瞳孔图像采集可以设置为照相机或摄像头在此不做赘述。所述观测参数包括观测镜片的材料参数以及形状参数。
参照图1所示，所述验光端1配置有采集模块11，所述采集模块11包括有采集策略，所述采集策略包括生成采集参数，采集模块11控制所述成像结构120根据所述采集参数控制所述投光器121以及所述活动屏122工作，验光员控制所述观测镜片组件132以调节至一对应的观测镜片，所述采集模块11根据所述观测镜片的参数生成观测参数，所述瞳孔图像采集器140采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔采集图像，所述采集模块11根据瞳孔采集图像、采集参数以及观测参数生成采集信息；所述采集参数包括活动屏122于所述观测口131之间的距离，所述校准参数包括活动屏122于所述观测口131之间的距离。所述成像参数包括投光器121输出的第一投影图像信息，所述校准参数包括投光器121输出的第一投影图像信息。采集模块11的原理是采集不同距离不同图像下的瞳孔图像信息，构建一个信息数据库，而再通过验光师根据经验输入的观测参数，构成了一个完成的数据样本获取端。作为优选的实施例，本发明中的观测镜片组件的两个镜片通过设计实现0.01微米的位移，产生了1度镜片度数的变化。
所述观测镜片组件如附图4所示，所述观测镜片组件132包括前非球面镜片1321、后非球面镜片1322、精确滑移螺纹齿条1323、镜片移动步进电机1324和电机轴1325，其中，精确滑移螺纹齿条1323套设在观测镜片组件132的内壁，而后非球面镜片1322固定安装于精确滑移螺纹齿条的内部，并随精确螺纹齿条的旋转带动水平移动，从而改变和前非球面镜片1321的相对位移，进而调整镜片的度数。所述镜片移动步进电机1324连接带蜗杆的电机轴1325，电机轴和精确滑移螺纹齿条1323啮合，从而在镜片移动步进电机驱动电机轴的转动时，驱动精确滑移螺纹齿条1323的转动，同时，进行水平方向的位移，从而实现调整前后非球面镜片的距离，为了保证调整精度的精确性，达到无极调节镜片度数的效果，使观测镜片组件的两个镜片通过设计实现1厘米的位移，产生了1度镜片度数的变化。
对精确滑移螺纹齿条的螺纹螺距合理设置，实现所述镜片的水平位移距离实现1厘米的位移，产生了1度镜片度数的变化。
精确滑移螺纹齿条123的水平方向的位移的最大距离，可以保证产生100度的镜片度数变化。
其中，镜片移动步进电机(1324)的转速n1通过变速器从而将转速将至合适的转速n2，则精确滑移螺纹齿条的转速N3＝n2＊D1/D2；
从而驱动后非球面镜片(1322)移动1厘米，即改变观测镜片组件编号1°需要的时间t＝D2/(D1＊n2＊d)；即为了调整改变1°的变化，只需驱动镜片移动步进电机转动t秒；
其中，电机轴的直径为D1，精确滑移螺纹齿条的外径为D2，其螺纹的螺距为d；所述中心服务器3用于接收所述采集信息并配置有量化模块31，所述量化模块31用于量化所述瞳孔采集图像以得到采集数据，根据得到的采集数据结合对应的采集参数、观测参数以生成采集基准信息，并将所述采集基准信息存储至所述瞳孔图像数据库2；所述采集数据包括左外瞳径、左内瞳径、左瞳心偏移度、右外瞳径、右内瞳径以及右瞳心偏移度。而量化模块31的原理是通过图像处理，例如瞳孔识别算法，轮廓提取算法计算瞳孔相关的参数，从而将图像变为可以比较的数字量，这个数字直接反应人的验光效果。
所述验光端1还配置所述校准模块12，所述校准模块12包括校准策略，所述校准策略包括生成校准参数，控制所述成像结构120根据所述校准参数控制所述投光器121以及所述活动屏122工作，所述瞳孔图像采集器140根据采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔校准图像，所述采集模块11根据所述瞳孔校准图像并结合所述校准指令生成校准信息；此时是对实际未验光人员，进行成像的获取，然后根据其实际的瞳孔图像，就可以从数据库中找到与该人情况最接近的另一个样本，这样就可以用另一个成熟的样本中的验光参数提供给该使用者，而在数据量大的情况下，可以保证验光参数的提供准确性。
所述中心服务器3用于接收所述校准信息，所述中心服务器3还包括检索模块32，通过所述量化模块31量化所述瞳孔校准图像得到校准数据，所述校准数据的格式与所述采集数据的格式相同，所述校准参数与所述采集参数的格式相同，所述检索模块32包括第一检索步骤、第二检索步骤以及第三检索步骤，所述第一检索步骤包括根据从所述瞳孔图像数据库2中筛选与所述校准参数相同的采集参数以得到由对应采集基准信息组成的第一筛选组，所述第二检索步骤从所述第一筛选组中确定一与所述校准数据差值在预设范围内的采集数据以得到由所述采集基准信息生成第二筛选组，所述第三筛选步骤从所述第二筛选组中确定一采集基准信息并获取该采集基准信息对应的观测参数至对应的所述验光端1。中心服务器3的目的就是从获取到一个校准信息对应最接近的采样基准信息。
在另一个实施例中，所述验光端1还包括修正模块13，所述验光员根据验光端1接收到的观测参数输入评价值，所述修正模块13上传所述评价值至中心服务器3，中心服务器3根据评价值标记对应的采集数据。根据第二筛选组确定采集数据的方法包括以评价值最高的采集数据为被确定的采集数据。通过这样设置，起到一个智能迭代的效果，保证更加可靠的数据可以更加容易被获取到。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于，包括验光端、瞳孔图像数据库以及中心服务器；
所述验光端包括验光器，所述验光器包括壳体、成像结构、观测结构以及瞳孔图像采集器，所述成像结构设置于所述壳体内部，所述成像结构包括投光器以及活动屏，所述投光器用于生成第一投影图像并将所述第一投影图像投影至所述活动屏上，所述观测结构包括观测口以及观测镜片组件，所述观测镜片组件包括若干参数不同的验光镜片，所述验光镜片设置于所述观测口上以使人体视线经过所述验光镜片至所述活动屏，所述壳体设置有活动轨道以及距离驱动件，所述活动屏通过所述距离驱动件连接于所述活动轨道以调节所述活动屏与所述观测口之间的距离，所述瞳孔图像采集器设置于所述观测口，用于采集瞳孔图像；
所述观测镜片组件(132)包括前非球面镜片(1321)、后非球面镜片(1322)、精确滑移螺纹齿条(1323)、镜片移动步进电机(1324)和电机轴(1325)，其中，精确滑移螺纹齿条(1323)套设在观测镜片组件(132)的内壁，而后非球面镜片(1322)固定安装于精确滑移螺纹齿条的内部，并随精确螺纹齿条的旋转带动水平移动，从而改变和前非球面镜片(1321)的相对位移，进而调整镜片的度数；所述镜片移动步进电机(1324)连接带蜗杆的电机轴(1325)，电机轴和精确滑移螺纹齿条(1323)啮合，从而在镜片移动步进电机驱动电机轴的转动时，驱动精确滑移螺纹齿条(1323)的转动，同时，进行水平方向的位移，从而实现调整前后非球面镜片的距离，为了保证调整精度的精确性，达到无极调节镜片度数的效果，使观测镜片组件的两个镜片通过设计实现1厘米的位移，产生了1度镜片度数的变化；
其中，镜片移动步进电机(1324)的转速n1通过变速器从而将转速将至合适的转速n2，则精确滑移螺纹齿条的转速
N3＝n2＊D1/D2；
从而驱动后非球面镜片(1322)移动1厘米，即改变观测镜片组件编号1°需要的时间t＝D2/(D1＊n2＊d)；即为了调整改变1°的变化，只需驱动镜片移动步进电机转动t秒；
其中，电机轴的直径为D1，精确滑移螺纹齿条的外径为D2，其螺纹的螺距为d；所述验光端配置有采集模块，所述采集模块包括有采集策略，所述采集策略包括生成采集参数，采集模块控制所述成像结构根据所述采集参数控制所述投光器以及所述活动屏工作，验光员控制所述观测镜片组件以调节至一对应的观测镜片，所述采集模块根据所述观测镜片的参数生成观测参数，所述瞳孔图像采集器采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔采集图像，所述采集模块根据瞳孔采集图像、采集参数以及观测参数生成采集信息；所述中心服务器用于接收所述采集信息并配置有量化模块，所述量化模块用于量化所述瞳孔采集图像以得到采集数据，根据得到的采集数据结合对应的采集参数、观测参数以生成采集基准信息，并将所述采集基准信息存储至所述瞳孔图像数据库；
所述验光端还配置校准模块，所述校准模块包括校准策略，所述校准策略包括生成校准参数，控制所述成像结构根据所述校准参数控制所述投光器以及所述活动屏工作，所述瞳孔图像采集器根据采集到用户的瞳孔图像以生成瞳孔校准图像，所述采集模块根据所述瞳孔校准图像并结合校准指令生成校准信息；所述中心服务器用于接收所述校准信息，所述中心服务器还包括检索模块，通过所述量化模块量化所述瞳孔校准图像得到校准数据，所述校准数据的格式与所述采集数据的格式相同，所述校准参数与所述采集参数的格式相同，所述检索模块包括第一检索步骤、第二检索步骤以及第三检索步骤，所述第一检索步骤包括根据从所述瞳孔图像数据库中筛选与所述校准参数相同的采集参数以得到由对应采集基准信息组成的第一筛选组，所述第二检索步骤从所述第一筛选组中确定一与所述校准数据差值在预设范围内的采集数据以得到由所述采集基准信息生成第二筛选组，所述第三检索步骤从所述第二筛选组中确定一采集基准信息并获取该采集基准信息对应的观测参数至对应的所述验光端。
2.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述采集数据包括左外瞳径、左内瞳径、左瞳心偏移度、右外瞳径、右内瞳径以及右瞳心偏移度。
3.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述采集参数包括活动屏与所述观测口之间的距离，所述校准参数包括活动屏与所述观测口之间的距离。
4.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述采集参数包括投光器输出的第一投影图像信息，所述校准参数包括投光器输出的第一投影图像信息。
5.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述观测参数包括球镜光度以及柱镜光度。
6.如权利要求5所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述观测参数还包括柱镜轴向、远用瞳距、近用瞳距、瞳高以及光学中心距。
7.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述验光端还包括修正模块，所述验光员根据验光端接收到的观测参数输入评价值，所述修正模块上传所述评价值至中心服务器，中心服务器根据评价值标记对应的采集数据。
8.如权利要求7所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：根据第二筛选组确定采集数据的方法包括以评价值最高的采集数据为被确定的采集数据。
9.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：所述观测参数包括观测镜片的材料参数以及形状参数；所述距离驱动件设置为步进电机。
10.如权利要求1所述的一种采用云技术基于瞳孔图像采集的镜片位移验光系统，其特征在于：精确滑移螺纹齿条(1323)的水平方向的位移的最大距离，可以保证产生100度的镜片度数变化，从而使得验光系统的测量范围足够大。
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