CN203443765U - 用于检测综合验光仪的光学检测装置和发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测综合验光仪的光学检测装置和发光装置。发光装置包括：光源；分划板；发光筒，光源和分划板分别设置在发光筒的两端；安装座，发光筒绕发光筒的轴线可枢转地设置在安装座上。由于本实用新型中的光源和分划板集成在发光装置的发光筒中，因而发光装置既能在光学系统中起到照亮光路的作用，还是光学系统中的目标参考物，从而简化了光学系统的结构，提高了光学系统的工作可靠性。由于设置有分划板的发光筒可枢转地设置在安装座上，因而提高了发光装置的运动自由度，使发光装置可以满足不同光学系统的使用要求，从而扩大了发光装置的使用范围、提高了发光装置的使用可靠性。

Description

用于检测综合验光仪的光学检测装置和发光装置

技术领域

本实用新型涉及验光仪检测技术领域，更具体地，涉及一种用于检测综合验光仪的光学检测装置和发光装置。

背景技术

综合验光仪是一种可实现机械化的更换镜片从而实现屈光检查的功能的综合性屈光检查的仪器。综合验光仪的主要计量性能指标有：球镜顶焦度，柱镜顶焦度，棱镜度，柱镜轴位等。

综合验光仪在生产、组装、使用的过程中，其性能指标有可能发生变化，这样就会导致验光不准，从而影响验光师的判断。现有技术中还没有用于检测综合验光仪的性能指标的光学检测装置，因而无法对综合验光仪的性能指标、验光准确性进行量化判断。

在测量镜片的基底取向时，需要使发光装置（带有分划板）在光学检测装置内转动一定角度，而现有技术中还没有可用于上述光学检测装置中的发光装置。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于检测综合验光仪的光学检测装置和发光装置，以解决现有技术中带有分划板的发光装置无法转动的问题。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种发光装置，包括：光源；分划板；发光筒，光源和分划板分别设置在发光筒的两端；安装座，发光筒绕发光筒的轴线可枢转地设置在安装座上。

进一步地，发光装置还包括用于测量发光筒的转动角度的检测元件，检测元件与发光筒连接。

进一步地，检测元件为旋转编码器，旋转编码器与发光筒同轴设置。

进一步地，发光装置还包括联轴器，发光筒通过联轴器与旋转编码器连接。

进一步地，发光装置还包括套筒，发光筒的一部分可转动地穿设在套筒内，套筒与安装座连接。

进一步地，发光装置还包括驱动部，驱动部与发光筒相连接并驱动发光筒旋转运动。

进一步地，驱动部包括第一旋钮和传动件，第一旋钮通过传动件与发光筒连接。

进一步地，传动件包括第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和钢丝绳，钢丝绳依次绕设过第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮，并与第一旋钮连接，第一滑轮与发光筒连接并同轴转动。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于检测综合验光仪的光学检测装置，包括：基座；光学系统，光学系统设置在基座上，光学系统包括调焦元件；发光装置，发光装置为上述的发光装置，发光装置的安装座设置在基座上，且发光装置朝向光学系统的入射光口设置；测量单元，用于检测光学系统的调焦元件的移动距离。

本实用新型中的光源和分划板分别设置在发光筒的两端，发光筒绕发光筒的轴线可枢转地设置在安装座上。由于本实用新型中的光源和分划板集成在发光装置的发光筒中，因而发光装置既能在光学系统中起到照亮光路的作用，还是光学系统中的目标参考物，从而简化了光学系统的结构，提高了光学系统的工作可靠性。由于设置有分划板的发光筒可枢转地设置在安装座上，因而提高了发光装置的运动自由度，使发光装置可以满足不同光学系统的使用要求，从而扩大了发光装置的使用范围、提高了发光装置的使用可靠性。同时，本实用新型中的发光装置具有结构简单、制造成本低的特点。

附图说明

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

图1示意性示出了本实用新型中的光学检测装置的一个角度的结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型中的光学检测装置的另一个角度的结构示意图；以及

图3示意性示出了本实用新型中的光学检测装置的剖视图。

图中附图标记：10、光源；20、分划板；30、发光筒；40、安装座；50、检测元件；60、联轴器；70、套筒；80、驱动部；81、第一旋钮；82、传动件；82a、第一滑轮；82b、第二滑轮；82c、第三滑轮；100、基座；200、光学系统；210、调焦元件；220、第一物镜；230、第一反光元件；240、分光元件；250、第二物镜；260、成像元件；270、第二反光元件；280、光阑；300、发光装置；400、测量单元；500、平行光管；510、透光孔；600、导向管；610、限位槽；700、导杆；710、第二旋钮。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本实用新型的第一个方面，提供了一种发光装置。如图1至图3所示，发光装置包括：光源10；分划板20；发光筒30，光源10和分划板20分别设置在发光筒30的两端；安装座40，发光筒30绕发光筒30的轴线可枢转地设置在安装座40上。由于本实用新型中的光源10和分划板20集成在发光装置的发光筒30中，因而发光装置既能在光学系统中起到照亮光路的作用，还是光学系统中的目标参考物，从而简化了光学系统的结构，提高了光学系统的工作可靠性。由于设置有分划板20的发光筒30可枢转地设置在安装座40上，因而提高了发光装置的运动自由度，使发光装置可以满足不同光学系统的使用要求，从而扩大了发光装置的使用范围、提高了发光装置的使用可靠性。同时，本实用新型中的发光装置具有结构简单、制造成本低的特点。

本实用新型中的发光装置还包括用于测量发光筒30的转动角度的检测元件50，检测元件50与发光筒30连接（请参考图1至图3）。由于设置有用于测量发光筒30的转动角度的检测元件50，因而当发光筒30带动光源10和分划板20旋转运动时，分划板20的旋转角度可以被检测元件50获知，从而便于工作人员获取分划板20的运动参数，以便为调整光学系统或分析检测结果提供可靠的数据支持。例如，本实用新型的发光装置可使用在用于检测综合验光仪的性能指标的光学检测装置中，在测量镜片的基底取向时需要使发光装置在光学检测装置内转动一定角度。

优选地，检测元件50为旋转编码器，旋转编码器与发光筒30同轴设置。

如图1至图3所示的实施例中，发光装置还包括联轴器60，发光筒30通过联轴器60与旋转编码器连接。由于发光筒30通过联轴器60与旋转编码器连接，因而简化了发光筒30的结构、降低了发光筒30的制造复杂度、降低了发光筒30的配合精度，并且保证了发光筒30与旋转编码器同轴转动的运动可靠性，提高了发光装置的使用可靠性。

在上述实施例中，发光装置还包括套筒70，发光筒30的一部分可转动地穿设在套筒70内，套筒70与安装座40连接。由于设置有套筒70，因而在保证套筒70的外表面与安装座40可靠连接的同时，还保证了发光筒30可相对于安装座40自由转动，从而保证了发光筒30的运动可靠性、保证了发光装置的使用可靠性。

本实用新型中的发光装置还包括驱动部80，驱动部80与发光筒30相连接并驱动发光筒30旋转运动。由于设置有驱动部80，因而工作人员通过操控驱动部80可以使发光筒30旋转，从而带动分划板20旋转运动。在图1至图3所示的实施例中，驱动部80包括第一旋钮81和传动件82，第一旋钮81通过传动件82与发光筒30连接。在该实施例中，工作人员通过操控第一旋钮81可以使发光筒30旋转运动，传动件82将动力从第一旋钮81施加在发光筒30上，从而使发光筒30旋转运动。

优选地，在图1至图3所示的实施例中，传动件82包括第一滑轮82a、第二滑轮82b、第三滑轮82c和钢丝绳，钢丝绳依次绕设过第一滑轮82a、第二滑轮82b和第三滑轮82c，并与第一旋钮81连接，第一滑轮82a与发光筒30连接并同轴转动。优选地，第二滑轮82b、第三滑轮82c和第一旋钮81分别设置在光学检测装置上，并根据使用要求，工作人员可以合理安排第二滑轮82b、第三滑轮82c和第一旋钮81的位置关系。由于钢丝绳具有很好的抗拉强度，因而保证了动力传递的可靠性，并延长了传动件82的使用寿命。由于滑轮组件具有传动可靠的特点，因而保证了发光筒30的转动可靠性，提高了光学检测装置的使用可靠性。

本实用新型中的驱动部80还包括用于恢复发光筒30初始位置的复位元件。由于设置有复位元件，因而当工作人员对第一旋钮81进行复位操作时，发光筒30会在复位元件的作用下，自动恢复初始位置，从而保证发光筒30再次测试时仍处于初始位置，简化了操作复杂度，提高了发光装置的使用可靠性。优选地，复位元件为复位弹簧。

优选地，本实用新型中的发光装置还包括保护盖，保护盖设置在发光筒30上分划板20所在的一端的端部。由于设置有保护盖，因而分划板20被保护盖封设在发光筒30内，从而避免外界异物进入发光筒30内，造成分划板20被污染，也避免了因外界误触而导致分划板20破裂的问题，从而延长了发光装置的使用寿命。

作为本实用新型的第二个方面，提供了一种用于检测综合验光仪的光学检测装置。如图1至图3所示，光学检测装置包括：基座100；光学系统200，光学系统200设置在基座100上，光学系统200包括调焦元件210；发光装置300，发光装置300为上述的发光装置，发光装置300的安装座40设置在基座100上，且发光装置300朝向光学系统200的入射光口设置；测量单元400，用于检测光学系统200的调焦元件210的移动距离。由于设置有基座100，因而工作人员在测试待检测设备时，可以通过调节基座100，以使光学检测装置水平放置，从而保证检测精度。

如图1至图3所示的实施例中，光学系统200包括：分光元件240、第一物镜220、第一反光元件230、调焦元件210、第二物镜250、成像元件260、第二反光元件270和光阑280。其中，第一反光元件230设置在分光元件240和第一物镜220之间，且分光元件240和第一物镜220均位于第一反光元件230的反射光路中；发光装置300的分划板20上具有基准图案，分划板20位于分光元件240的反射光路中，且分划板20设置于第一物镜220的物方焦点上；第一物镜220设置在调焦元件210和第一反光元件230之间；，第二物镜250设置在调焦元件210和第一物镜220之间，调焦元件210与第二物镜250之间的距离可调节；光阑280设置在第一物镜220和第二物镜250之间；第二反光元件270设置在调焦元件210与第二物镜250之间，且调焦元件210与第二物镜250位于第二反光元件270的反射光路中；成像元件260，位于分光元件240的出射光路中。当在光路中不放入待检测设备时，分划板20被照明后，光线经过分光元件240、第一反光元件230进入第一物镜220后成像于无穷远，再经过第二物镜250，成像于可移动的调焦元件210上，此时，光线被调焦元件210反射，经过第二物镜250、第一物镜220、第一反光元件230、分光元件240后成像于成像元件260上。

采用本实用新型中的光学系统200对待检测设备进行检测（待检测的综合验光仪的被测顶焦度部位0m^-1）时，首先需要将待检测设备（例如：综合验光仪）放置在第一物镜220与第二物镜250之间（应注意：待检测设备的参考面应与第二物镜250的前焦平面相重合），通过调节调焦元件210与第二物镜250之间的距离，使光路准直，从而可以使分划板20上基准图案清晰的呈现在成像元件260上，根据调节调焦元件210与第二物镜250之间的距离计算得出待检测设备的性能指标，进而对待检测设备进行量化的判断。同时，本实用新型中的光学系统200具有结构简单的特点。

优选地，第二物镜250是聚焦物镜。进一步地，第二物镜250是双高斯镜头。由于增加了折转光路，因而采用聚焦物镜能使分划板20的基准图案在较短的光路中被反射到成像元件260上，并显示出来。

优选地，成像元件260是电荷耦合元件（也就是CCD）。当然，成像元件260还可以是目镜。如果采用目镜观察并判断分划板20的基准图案的清晰度，需要工作人员用人眼进行识别，这样不仅容易造成人眼疲劳，还存在判断误差。而采用电荷耦合元件接收分划板20的基准图案，是将光转化为电信号并输出给外部设备，而后经过处理使电信号转换为图像呈现在计算机上上，工作人员通过计算机辅助设备，可以进行精确的判断，因而采用电荷耦合元件使本实用新型中的光学系统200具有检测精度高的特点。

优选地，分光元件240是分光棱镜。

优选地，第一物镜220是望远物镜。

优选地，第一反光元件230和/或第二反光元件270是反射镜。

优选地，调焦元件210是凹面镜。

在图1至图3所示的实施例中，测量单元400是电位器或光栅。进一步地，电位器是精密电位器，光栅是小型精密光栅。

本实用新型中的光学检测装置还包括：平行光管500和导向管600，平行光管500垂直设置在基座100上，平行光管500具有透光孔510，光学系统200的分光元件240设置在平行光管500内，分划板20、透光孔510和分光元件240同轴设置，光学系统200的第一反光元件230和第一物镜220设置在平行光管500的上端，成像元件260设置在平行光管500的下端；导向管600的第一端与基座100连接，光学系统200的第二物镜250设置在导向管600的第二端，第一物镜220与第二物镜250对向且同轴设置，光学系统200的调焦元件210滑动设置在导向管600内。由于设置有平行光管500和导向管600，因而光线沿平行光管500和导向管600传播，从而起到导向的作用，且减少了光的溢散，提高了光线的利用率。光线从光源10发出后，经过分划板20、从透光孔510进入平行光管500内。

在图3所示的实施例中，光学系统200的第二反光元件270设置在导向管600的第二端。进一步地，第一反光元件230通过柔性铰链活动设置在平行光管500内，和/或第二反光元件270柔性铰链活动设置在导向管600内。由于第一反光元件230和/或第二反光元件270活动设置，因而工作人员可以根据测试情况，调节第一反光元件230和/或第二反光元件270的角度，从而满足测试要求。本实用新型中的光学检测装置具有使用可靠性高的特点。

本实用新型中的光学检测装置还包括导杆700，导杆700的至少一部分设置在导向管600内，且导杆700的第一端与调焦元件210连接（请参考图3）。由于设置有导杆700，因而方便调整调焦元件210在导向管600内的位置，从而提高了检测效率。优选地，光学检测装置还包括第二旋钮710，第二旋钮710与导杆700的第二端连接。工作人员通过操动第二旋钮710，可以对导杆700进行控制。

在图3所示的实施例中，导向管600的侧壁上具有限位槽610，限位槽610沿导向管600的长度方向设置。进一步地，导杆700包括位置可调节的第一导杆和第二导杆，第一导杆的第一端与调焦元件210连接，第一导杆的第二端与第二导杆的第一端螺纹连接，第二导杆的第二端与第二旋钮710连接，且插销的一端滑动设置在限位槽610内，插销的另一端与第一导杆连接。由于第一导杆通过插销与导向管600滑动连接，因而第一导杆仅会沿导向管600的长度方向移动，但不会相对于导向管600转动，工作人员转动第二旋钮710时，第二导杆会随着第二旋钮710旋转，从而使第一导杆沿导向管600上下移动。

优选地，采用电荷耦合元件接收到的图像，还可以采用DSP实现清晰度的判定算法的设计，从而实现后清晰度判定，进而实现精密定焦。

优选地，光学检测装置还包括显示单元，以显示成像元件260获取的图像。

作为本实用新型的第三个方面，提供了一种光学检测方法。光学检测方法包括：步骤S10：将待检测设备放置在上述的光学系统200中，并位于光学系统200的第一物镜220与第二物镜250之间；步骤S20：调节调焦元件210的位置，以改变调焦元件210与第二物镜250之间的距离，直至分划板20上的基准图案清晰的显示在成像元件260上为止；步骤S30：根据调焦元件210的移动距离计算待检测设备的性能参数。

优选地，步骤S30中的性能参数为顶焦度，根据下述公式（1）确定待检测设备的顶焦度为：

$\mathrm{\φ}=\frac{-z}{f^{\′2}+\mathrm{xz}}---\left(1\right)$

其中，φ为顶焦度，z为调焦元件210的移动距离，x为待检测设备的参考平面与第二物镜250的物像前焦面的距离，f′为第二物镜250的像方焦距。当x=0时，公式（1）变形为公式（2）：

$\mathrm{\φ}=\frac{-z}{f^{\′2}}---\left(2\right)$

本实用新型中的光学检测装置除了能够确定待检测设备的顶焦度外，还可以对待检测设备进行球镜测量和柱镜测量。

本实用新型中的光学检测装置还包括用于测量分划板20旋转角度的旋转编码器，旋转编码器与计算机连接。电荷耦合元件接收到分划板20的基准图案后，在显示单元上将图像显示出来，当图像在显示单元上清晰成像时，记录此时图像中心点的坐标（X₁，Y₁），而后根据公式（3）计算待检测设备的棱镜度为：

$\left(2\right),p=\frac{\sqrt{{(X_1-X_0)}^2+{(Y_1-Y_0)}^2\×a}}{f\×2}\÷\frac{10}{1000}$

其中，P为棱镜度，（X₁，Y₁）为图像中心点的坐标，（X₀，Y₀）为图像原点坐标，a为电荷耦合元件的像元尺寸，f为第一物镜220的物方焦距。

根据公式（4）计算基地方向角为：

B=|α-β|    (4)

其中，β为图像相对于水平位置的倾角，α为旋转编码器测量得到的角度。

在进行球镜测量时，需要在图像最清晰时记录测量单元400的位置S，而后带入标准函数F(X_i)中求取球镜度镜片的后顶焦度S₁。

在进行柱镜测量时，需要在图像最清晰时记录测量单元400的位置S，而后带入标准函数F(X_i)中反查得到S₁。然后调节旋转编码器，当图像最清晰时记录旋转编码器的测量到的旋转角度α，并记录此时测量单元400的位置S’，而后带入标准函数F(X_i)中反查得到S₂。而后根据公式（5）计算得到柱镜度镜片的后顶焦度C为：

C=|S₁-S₂|   （5）

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：

光源（10）；

分划板（20）；

发光筒（30），所述光源（10）和所述分划板（20）分别设置在所述发光筒（30）的两端；

安装座（40），所述发光筒（30）绕所述发光筒（30）的轴线可枢转地设置在所述安装座（40）上。

2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括用于测量所述发光筒（30）的转动角度的检测元件（50），所述检测元件（50）与所述发光筒（30）连接。

3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述检测元件（50）为旋转编码器，所述旋转编码器与所述发光筒（30）同轴设置。

4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括联轴器（60），所述发光筒（30）通过所述联轴器（60）与所述旋转编码器连接。

5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括套筒（70），所述发光筒（30）的一部分可转动地穿设在所述套筒（70）内，所述套筒（70）与所述安装座（40）连接。

6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括驱动部（80），所述驱动部（80）与所述发光筒（30）相连接并驱动所述发光筒（30）旋转运动。

7.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，所述驱动部（80）包括第一旋钮（81）和传动件（82），所述第一旋钮（81）通过所述传动件（82）与所述发光筒（30）连接。

8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述传动件（82）包括第一滑轮（82a）、第二滑轮（82b）、第三滑轮（82c）和钢丝绳，所述钢丝绳依次绕设过所述第一滑轮（82a）、所述第二滑轮（82b）和所述第三滑轮（82c），并与所述第一旋钮（81）连接，所述第一滑轮（82a）与所述发光筒（30）连接并同轴转动。

9.一种用于检测综合验光仪的光学检测装置，其特征在于，包括：

基座（100）；

光学系统（200），所述光学系统（200）设置在所述基座（100）上，所述光学系统（200）包括调焦元件（210）；

发光装置（300），所述发光装置（300）为权利要求1至8中任一项所述的发光装置，所述发光装置（300）的安装座（40）设置在所述基座（100）上，且所述发光装置（300）朝向所述光学系统（200）的入射光口设置；

测量单元（400），用于检测所述光学系统（200）的所述调焦元件（210）的移动距离。

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