一种验光仪用轴向自动对焦系统及方法与流程

本发明涉及视光学，具体是一种验光仪用轴向自动对焦系统及方法。

背景技术：

1、随着现代社会的发展，视力问题越发突出，屈光不正等眼科疾病逐步呈现年轻化趋势；人眼屈光度测量是眼科疾病诊断和医学治疗过程中不可或缺的环节，其测量的精度直接影响到配镜效果以及视力矫正的有效性。

2、然而实践表明，传统的客观式验光仪在使用过程中存在以下问题：轴向对焦的精度对屈光度、角膜等参数的测量精度影响很大，而传统对焦往往是通过对监视图像进行判断的方式实现，响应速度较慢，对焦误差较大，难以满足三维全自动客观式验光仪的技术需求；此外，因不同操作者的熟练程度不同，传统的客观式验光仪通过人工操作进行眼轴对准并对焦进行人眼屈光度测量的方式会额外引入很多不必要的误差。

3、因此，有必要发明一种验光仪用轴向自动对焦系统及方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有客观式验光仪存在轴向对焦的误差较大难以满足三维全自动客观式验光仪的技术需求的问题，提供了一种验光仪用轴向自动对焦系统及方法。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种验光仪用轴向自动对焦系统，包括安装于验光仪光学系统部件内的红外led-i、透镜h和线阵ccd；

4、红外led-i的出射端与被测人眼的入射端光线连接，被测人眼的反射端与透镜h光线连接，透镜h与线阵ccd的信号输入端光线连接；

5、所述红外led-i发出红外光束与测量光路所在光轴的夹角为α，透镜h所在光轴与线阵ccd所在光轴的夹角为θ，α与θ满足如下关系：

6、；

7、其中，a为在精确对焦时，透镜h与被测人眼的眼角膜之间的距离；b为透镜h与线阵ccd之间的距离，a与b的单位均为mm。

8、一种验光仪用轴向自动对焦方法，该方法包括如下步骤：

9、步骤s1：红外led-i发出的红外光束经过被测人眼的反射后得到反射图像并在线阵ccd上形成聚焦斑点；

10、步骤s2：假设被测人眼沿法线方向移动的距离为z时轴向对焦成功，那么聚焦斑点在线阵ccd的成像面上的位移为δ，利用红外led-i发出红外光束与测量光路所在光轴的夹角α和透镜h所在光轴与线阵ccd所在光轴的夹角θ的关系：

11、；

12、得到z与δ的关系式：z与δ单位均为mm；

13、；

14、通过测量聚焦斑点在线阵ccd中的位移δ，进而计算得到被测人眼沿法线方向移动的距离z；

15、步骤s3：将被测人眼沿法线方向移动的距离z反馈至控制系统部件中，控制系统部件控制前后移动部件上的电机移动，进而带动光学系统部件进行前后方向的移动，位移量为zmm，完成轴向对焦。

16、本发明结构设计合理可靠，极大提升了轴向对焦的速度和精度，再结合横向对焦方法，可以实现大范围三维全自动对焦，最终经过计算机的分析，能够完整的测得被测人眼的屈光度信息，准确测量被测人眼在观测不同距离物体时眼睛的屈光度，从而达到全自动精确测量屈光度的技术效果。

技术特征：

1.一种验光仪用轴向自动对焦系统，其特征在于：包括安装于验光仪光学系统部件（105）内的红外led-i（22）、透镜h（23）和线阵ccd（24）；

2.一种验光仪用轴向自动对焦方法，该方法是基于如权利要求1所述的一种验光仪用轴向自动对焦系统实现的，其特征在于：该方法包括如下步骤：

技术总结本发明涉及视光学技术领域，具体是一种验光仪用轴向自动对焦系统及方法，包括安装于验光仪光学系统部件内的红外LED‑I、透镜H和线阵CCD；红外LED‑I的出射端与被测人眼的入射端光线连接，被测人眼的反射端与透镜H光线连接，透镜H与线阵CCD的信号输入端光线连接；通过主动式的自动对焦方法，极大提升轴向对焦的速度和精度，再结合横向对焦方法，可以实现大范围三维全自动对焦；最终经过计算机的分析，能够完整的测得被测人眼的屈光度信息，准确测量被测人眼在观测不同距离物体时眼睛的屈光度，从而达到全自动精确测量屈光度的技术效果。技术研发人员：赵俊奇,陈燕,陈友华,杜晓军,阎洁,郭智勇,郭雁文,王雅受保护的技术使用者：太原中北新缘科技中心（有限公司）技术研发日：技术公布日：2024/6/2