CN110680272B - 激光线扫描检眼镜的调焦装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供激光线扫描检眼镜的调焦装置，包括扫描振镜、前置镜、柱镜、反射镜、扫描透镜、准直镜以及滤光片，平行光穿过所述滤光片在模拟眼上汇聚形成同一轴线的两条纹或错位的两条纹。本发明还涉及激光线扫描检眼镜的调焦装置及调焦方法。该装置通过在准直镜与柱镜之间加入滤光片，滤光片包括四个象限区域，其中对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；平行光经过滤光片后被分隔为两部份光束，滤光片与柱镜结合生成对焦条纹，通过判断两条纹是否对齐来进一步判断模拟眼是否位于焦点上。本发明中的滤光片结构简单，成本低，对焦的方式简单，易操作。

Description

激光线扫描检眼镜的调焦装置及方法

技术领域

本发明涉及光学成像设备领域，尤其涉及激光线扫描检眼镜的调焦装置及方法。

背景技术

在激光线扫描激光检眼镜的装配时，为了获得更好的成像效果，在光路调试过程中，需要保证多个条件达到最佳，诸如：光束平行、处于焦点位置、位于共轭位置等。其中相机的位置调试难度较大，也是关键所在，但是相机的调试非常依赖于模拟眼是否处于焦点位置。除了通过识别图像的方式判断调焦是否正确外，还可以采用一种在眼底相机中的双楔形棱镜的对焦方式，在模拟眼上产生一对条纹，通过判断条纹是否对齐，从而判断模拟眼，是否处于焦点位置。

线共焦采用的是柱镜汇聚，且带有扫描装置，与眼底相机的直接曝光成像原理并不一样，采用双楔形棱镜形成对焦条纹的判断聚焦方式，需要增加多个部件，也无法简单的在物面上汇聚成条纹，因此线共焦检眼镜的对焦需要采用新的方式来实现。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供激光线扫描检眼镜的调焦装置。本发明通过在准直镜与柱镜之间加入滤光片，滤光片使得平行光分成两部份并同时汇聚在模拟眼上，以解决上述问题。

本发明提供激光线扫描检眼镜的调焦装置，包括调焦装置本体，所述调焦装置本体包括扫描振镜、前置镜、柱镜、反射镜、扫描透镜、准直镜以及滤光片，所述准直镜用于将光源发出的光进行准直变为平行光，所述滤光片位于所述准直镜与柱镜之间，平行光依次经过所述滤光片、柱镜、反射镜、扫描振镜、扫描透镜、前置镜后汇聚在模拟眼上；

所述滤光片包括四个象限区域，所述四个象限区域中的对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；所述滤光片的象限轴线与所述柱镜的主轴平行或垂直；

当汇聚在模拟眼上的条纹位于同一轴线上，模拟眼位于焦点上；当汇聚在模拟眼上的条纹不在同一轴线上，且相对于所述同一轴线上的两条纹较粗，则模拟眼位于离焦位置。

优选地，所述滤光片包括第一对角象限区域与第二对角象限区域，所述第一对角象限区域将所述第二对角象限区域隔离成两个形状相同的第一透光区域；所述第一对角象限区域的透光能量小于所述第二对角象限区域的透光能量。

优选地，所述滤光片为格状半镀膜滤光片，所述第一透光区域为矩形或正方形。

优选地，所述第一对角象限区域的颜色为完全不透光的黑色，所述第二对角象限区域颜色为完全透光的白色。

优选地，所述调焦装置本体还包括成像透镜与相机，模拟眼的返回光经过所述成像透镜并聚焦于所述相机上。

优选地，所述调焦装置本体包括自动驱动组件，所述自动驱动组件用于将所述滤光片插入或拔出所述调焦装置本体；所述自动驱动组件包括弹性部、锁死部、壳体以及滤光片载具，所述弹性部的一端固定于所述壳体上，所述弹性部的另一端固定连接所述锁死部；

所述滤光片载具包括受力部与插片部，所述受力部固定安装于所述插片部的一侧，所述插片部包括与所述滤光片相匹配的卡槽，所述卡槽位于所述插片部的四周；当所述滤光片载具插入所述壳体内，所述受力部使得所述锁死部受力；

所述锁死部包括导槽、导柱以及卡合凹槽，所述导柱的一端固定连接所述壳体，所述导柱的另一端沿所述导槽运动，当所述锁死部在受力的情况下运动，以使得所述导柱沿所述导槽运动至所述卡合凹槽内，所述滤光片载具插入所述壳体内；当所述滤光片载具再次受力，所述锁死部再次受力，以使得所述导柱离开所述卡合凹槽沿所述导槽运动，所述滤光片载具弹出所述壳体内。

优选地，所述导柱包括导柱头与导柱杆，所述导柱头与导柱杆垂直并一体成型，所述导柱头的长度大于所述导槽的深度。

优选地，所述导槽包括第一导槽与第二导槽，所述第一导槽与第二导槽贯通，所述第二导槽的底端包括凸起，所述凸起用于使得所述导柱沿所述第一导槽运动。

优选地，所述滤光片载具的中间为镂空。

激光线扫描检眼镜的调焦装置的调焦方法，包括如下步骤：

通过自动驱动组件使得滤光片安装于准直镜与柱镜之间，所述准直镜、滤光片以及柱镜的光轴位于同一直线上；

通过汇聚于模拟眼上的两条纹的状态来判断模拟眼是否位于焦点上；当模拟眼上的两条纹共轴时，模拟眼位于焦点上，进行下一步骤；当模拟眼上的两条纹不在同一轴线上，且相对于同一轴线上的两条纹较粗，调节模拟眼与相机的相对位置，以使得模拟眼上汇聚的两条纹共轴；

开启所述扫描振镜与相机开始成像工作，同时通过所述自动驱动组件将滤光片载具弹出，并调节所述相机位置，以使得图像质量最佳。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明公开了激光线扫描检眼镜的调焦装置及方法，该装置通过在准直镜与柱镜之间加入滤光片，滤光片包括四个象限区域，其中对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；平行光经过滤光片后被分隔为两部份光束，滤光片与柱镜结合生成对焦条纹，通过判断两条纹是否对齐来进一步判断模拟眼是否位于焦点上。本发明中的滤光片结构简单，成本低，对焦的方式简单，易操作。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的整体结构示意图；

图2为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的滤光片的结构示意图；

图3为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的另一种实施例的滤光片的结构示意图；

图4a为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置在模拟眼上的形成同一轴线的两条纹；

图4b为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置在模拟眼上的形成向前离焦的两条纹；

图4c为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置在模拟眼上的形成向后离焦的两条纹；

图5为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的柱镜的俯视图；

图6为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的柱镜的左视图；

图7为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的整体结构图；

图8为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的自动驱动组件的一种状态示意图；

图9为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的自动驱动组件的另一种状态示意图；

图10为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的自动驱动组件的导向柱示意图；

图11为本发明的激光线扫描检眼镜的调焦装置的调焦方法的流程图；

附图标记：10、滤光片，110、第一对角象限区，111、第一透光区，120、第二对角象限区，130、壳体，140、滤光片载具，141、受力部，142、插片部，150、弹性部，160、锁死部，161、导槽，1611、第一导槽，1612、第二导槽，1613、凸起，162、导柱，1621、导柱杆，1622、导柱头，163、卡合凹槽，20、柱镜，30、扫描透镜，40、模拟眼，410、对焦，420、前置离焦，430、后置离焦，50、光源，60、准直镜，70、相机，80、成像透镜，90、反射镜，100、扫描振镜，110、前置镜。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明提供激光线扫描检眼镜的调焦装置，如图1-10所示，包括调焦装置本体，调焦装置本体包括扫描振镜100、前置镜110、柱镜20、反射镜90、扫描透镜30、准直镜60以及滤光片10，准直镜60用于将光源发出的光进行准直变为平行光，滤光片10位于准直镜60与柱镜20之间，平行光依次经过滤光片10、柱镜20、反射镜90、扫描振镜100、扫描透镜30、前置镜110后汇聚在模拟眼上；

滤光片10包括四个象限区域，四个象限区域中的对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；滤光片10的象限轴线与柱镜20的主轴平行或垂直；

当汇聚在模拟眼40上的条纹位于同一轴线上，模拟眼40位于焦点上；当汇聚在模拟眼上的条纹不在同一轴线上，且相对于所述同一轴线上的两条纹较粗，则模拟眼40位于离焦位置。

在一个实施例中，如图2、图3所示，滤光片10的材料优选为平板玻璃，滤光片10包括第一对角象限区域110与第二对角象限区域120，第一对角象限区域110将第二对角象限区域120隔离成两个形状相同的第一透光区域111；第一对角象限区域110的透光能量小于第二对角象限区域120的透光能量；在滤光片10上镀上膜，在第一对角象限区域110与第二对角象限区域120即第一象限、第三象限与第二象限、第四象限的滤光片10上镀的膜的透光能量不同，优选的为第一象限、第三象限或第二象限、第四象限的滤光片10上镀的膜为全透光而另一个为完全不透光即对角象限区域一个为透明，另一个为黑色镀膜；在滤光片的对角象限区域镀上膜，形成格状半镀膜滤光片。准直镜60将光源发出的光进行准直成平行光，平行光透过滤光片10，部分平行光通过透明镀膜，另一部分平行光被黑色镀膜的滤光片阻挡滤除，透过的光束将依次经过柱镜20、反射镜、扫描振镜、扫描透镜30以及前置镜后，汇聚在模拟眼40上形成对焦条纹。

光源发出的光经过准直镜60后准直为平行光，在经过格状半镀膜滤光片，平行光束的左上和右下部分即黑色镀膜区的光被滤光片10阻挡滤除，透过的剩余光束将依次经过柱镜20、反射镜90、扫描振镜100、成像透镜80和前置镜110后，汇聚在模拟眼40上；此时，扫描振镜100处于静止不扫描的状态。

如图4-6所示，当模拟眼位于成像透镜的焦点时，从滤光片10左下和右上即滤光片的透明区透过光，汇聚在模拟眼的两条纹位于模拟眼上同一个横向位置，即相互对齐，且条纹是最细；当模拟眼处于离焦位置，且位于成像透镜焦点的前端时即前置离焦420，左下和右上透过光将分别汇聚于模拟眼并形成粗条纹，粗条纹分别位于模拟眼的左上和右下位置，且相互不对齐；当模拟眼处于离焦位置，且位于成像透镜80焦点的后端时及后置离焦430，左下和右上透过光将分别汇聚于模拟眼并形成粗条纹，粗条纹分别位于模拟眼的右上和左下位置，且相互不对齐。通过判断条纹的对齐情况调节模拟眼到焦点位置。

照射在模拟眼的返回光原路返回，经过前置镜110、扫描透镜30、扫描振镜100后，从反射面的两侧穿过，滤除了光轴位置的光,减少角膜鬼影图像。经过成像透镜80后，聚焦在线阵相机的位置。开启扫描振镜100和相机70开始成像工作，并调节相机70位置到最佳图像位置。一般地，线阵相机的调试难度最大。

需要说明的是，激光线扫描检眼镜带有扫描装置，在扫描成像中会使得对焦条纹模糊，因此本发明的技术方案主要是在系统装调过程中，为保证样品位于焦点，加入格状半滤光片，调节样品到焦点位置，再进行相机的调试，从而保证相机处能处于最佳状态位置。

在一个优选地实施例中，滤光片10的黑色镀膜区域将透明区域分隔，即汇聚在模拟眼上的条纹为相隔一定距离的两条条纹，当模拟眼上的两条条纹位于同一轴线上即相互对齐此时条纹最细，则模拟眼40位于焦点上；当模拟眼上的两条条纹错位显示，且此时的条纹相对于对齐时的条纹较细，则模拟眼处于离焦位置。格状半镀膜与柱镜20结合生成对焦条纹，通过判断模拟眼40上形成的条纹是否对齐，进一步判断模拟眼40是否位于焦点位置，该方案简单、直观且效率高。

在一个具体的实施例中，如图5、6所示，图5中的柱镜20的箭头表示柱镜20的轴线即平行光经过柱镜20的轴线改变不发生方向。光源发出的平行光束，经过格状半镀膜滤光片10后，平行光束的左上和右下部分的光被滤光片阻挡滤除，透过的剩余光束将依次经过柱镜20和扫描透镜30，汇聚在模拟眼上。从俯视图看，经过滤光片10后平行光束的左下和右上部分，经过柱镜20后，光束尺寸不改变，经过扫描透镜后，汇聚在模拟眼上；从左视图看，平行光束经过柱镜后，光束汇聚，经过成像透镜后，重新变为平行光，左下和右上的光，分别汇聚于模拟眼的上半侧和下半侧。

在一个实施例中，如图8、图9所示，调焦装置本体包括自动驱动组件，自动驱动组件用于将滤光片10插入或拔出调焦装置本体；自动驱动组件包括弹性部150、锁死部160、壳体130以及滤光片载具140，弹性部150的一端固定于壳体130上，弹性部150的另一端固定连接锁死部160；滤光片载具140包括受力部141与插片部142，受力部141固定安装于插片部142的一侧，插片部142包括与滤光片10相匹配的卡槽，卡槽位于插片部142的四周；当滤光片10载具插入壳体130内，受力部141使得锁死部160受力。

锁死部160包括导槽161、导柱162以及卡合凹槽163，导柱162的一端固定连接壳体130，导柱162的另一端沿导槽161运动，当锁死部160在受力的情况下运动，以使得导柱162沿导槽161运动至卡合凹槽163内，滤光片载具140插入壳体130内；当滤光片载具140再次受力，锁死部160再次受力，以使得导柱离开卡合凹槽沿导槽运动，滤光片载具弹出壳体内。在本实施例中，利用滤光片载具140装载滤光片10，滤光片载具140的受力部141用于操作者对其进行按压，受力部141凸出于壳体130方便按压。滤光片载具140的插片部142为中间镂空四周为卡槽，卡槽用于固定滤光片10，滤光片10从滤光片载具140的上部插入或拔出。装有滤光片的滤光片载具插入壳体内，受力部141抵接锁死部160使其发生运动，锁死部160通过轨道固定安装于壳体130上，锁死部160运动使得弹性部150发生形变，当导柱162运动至卡合凹槽163处时，滤光片载具140运动至壳体130的底端，卡合凹槽163将导柱162锁死，如图8所示。当受力部141再次受力，受力部141抵接锁死部160使弹性部150发生形变，导柱162脱离卡合凹槽163回到初始位置，滤光片载具140弹出壳体130，如图9所示。

在一个具体实施例中，导柱162包括导柱头1622与导柱杆1621，导柱头1622与导柱杆1621垂直并一体成型，导柱头1622的长度大于导槽161的深度，如图10所示。导槽161包括第一导槽1611与第二导槽1612，第一导槽1611与第二导槽1612贯通，第二导槽1612的底端包括凸起1613，凸起1613用于使得导柱162沿第一导槽1611运动；滤光片载具140的中间为镂空。在本实施例中，在初始位置第二导槽1612的底端设有凸起1613，凸起1613用于阻挡导柱沿第二导槽1612运动，使得导柱162在导槽161中按顺时针方向运动。滤光片载具的中间为镂空，避免对光的传输造成影响，四周的卡槽起到固定滤光片的作用。

激光线扫描检眼镜的调焦装置的调焦方法，如图11所示，包括如下步骤：

S1、通过自动驱动组件使得滤光片安装于在准直镜60与柱镜20之间，准直镜60、滤光片10以及柱镜20的光轴位于同一直线上；

S2、通过汇聚于模拟眼40上的两条纹的状态来判断模拟眼是否位于焦点上；当模拟眼上的两条纹共轴时，模拟眼位于焦点上，进行下一步骤；当模拟眼上的两条纹不在同一轴线上，且相对于同一轴线上的两条纹较粗，调节模拟眼与相机的相对位置，以使得模拟眼上汇聚的两条纹共轴；

S3、开启扫描振镜100与相机70开始成像工作，同时通过自动驱动组件将滤光片载具弹出，并调节相机70位置，以使得图像质量最佳。

本发明公开了激光线扫描检眼镜的调焦装置，该装置通过在准直镜与柱镜之间加入滤光片，滤光片包括四个象限区域，其中对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；平行光经过滤光片后被分隔为两部份光束，滤光片与柱镜结合生成对焦条纹，通过判断两条纹是否对齐来进一步判断模拟眼是否位于焦点上。本发明中的滤光片结构简单，成本低，对焦的方式简单，易操作。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，包括调焦装置本体，所述调焦装置本体包括扫描振镜、前置镜、柱镜、反射镜、扫描透镜、准直镜以及滤光片，所述准直镜用于将光源发出的光进行准直变为平行光，所述滤光片位于所述准直镜与柱镜之间，平行光依次经过所述滤光片、柱镜、反射镜、扫描振镜、扫描透镜、前置镜后汇聚在模拟眼上；

所述滤光片包括四个象限区域，所述四个象限区域中的对角象限区域具有相同的透光能量，相邻的象限区域具有不同的透光能量；所述滤光片的象限轴线与所述柱镜的主轴平行或垂直；

所述滤光片包括第一对角象限区域与第二对角象限区域，所述第一对角象限区域将所述第二对角象限区域隔离成两个形状相同的第一透光区域；所述第一对角象限区域的透光能量小于所述第二对角象限区域的透光能量；

当汇聚在模拟眼上的条纹位于同一轴线上，模拟眼位于焦点上；当汇聚在模拟眼上的条纹不在同一轴线上，且相对于所述同一轴线上的两条纹较粗，则模拟眼位于离焦位置。

2.如权利要求1所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述滤光片为格状半镀膜滤光片，所述第一透光区域为矩形或正方形。

3.如权利要求2所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述第一对角象限区域的颜色为完全不透光的黑色，所述第二对角象限区域颜色为完全透光的白色。

4.如权利要求1所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述调焦装置本体还包括成像透镜与相机，模拟眼的返回光经过所述成像透镜并聚焦于所述相机上。

5.如权利要求1所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述调焦装置本体包括自动驱动组件，所述自动驱动组件用于将所述滤光片插入或拔出所述调焦装置本体；所述自动驱动组件包括弹性部、锁死部、壳体以及滤光片载具，所述弹性部的一端固定于所述壳体上，所述弹性部的另一端固定连接所述锁死部；

所述滤光片载具包括受力部与插片部，所述受力部固定安装于所述插片部的一侧，所述插片部包括与所述滤光片相匹配的卡槽，所述卡槽位于所述插片部的四周；当所述滤光片载具插入所述壳体内，所述受力部使得所述锁死部受力；

所述锁死部包括导槽、导柱以及卡合凹槽，所述导柱的一端固定连接所述壳体，所述导柱的另一端沿所述导槽运动，当所述锁死部在受力的情况下运动，以使得所述导柱沿所述导槽运动至所述卡合凹槽内，所述滤光片载具插入所述壳体内；当所述滤光片载具再次受力，所述锁死部再次受力，以使得所述导柱离开所述卡合凹槽沿所述导槽运动，所述滤光片载具弹出所述壳体内。

6.如权利要求5所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述导柱包括导柱头与导柱杆，所述导柱头与导柱杆垂直并一体成型，所述导柱头的长度大于所述导槽的深度。

7.如权利要求5所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述导槽包括第一导槽与第二导槽，所述第一导槽与第二导槽贯通，所述第二导槽的底端包括凸起，所述凸起用于使得所述导柱沿所述第一导槽运动。

8.如权利要求5所述的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，所述滤光片载具的中间为镂空。

9.激光线扫描检眼镜的调焦装置的调焦方法，采用如权利要求1-8任意一项的激光线扫描检眼镜的调焦装置，其特征在于，包括如下步骤：

通过自动驱动组件使得滤光片安装于准直镜与柱镜之间，所述准直镜、滤光片以及柱镜的光轴位于同一直线上；

通过汇聚于模拟眼上的两条纹的状态来判断模拟眼是否位于焦点上；当模拟眼上的两条纹共轴时，模拟眼位于焦点上，进行下一步骤；当模拟眼上的两条纹不在同一轴线上，且相对于同一轴线上的两条纹较粗，调节模拟眼与相机的相对位置，以使得模拟眼上汇聚的两条纹共轴；

开启所述扫描振镜与相机开始成像工作，同时通过所述自动驱动组件将滤光片载具弹出，并调节所述相机位置，以使得图像质量最佳。