[發(fā)明專利]一種角膜接觸鏡綜合檢測儀及其聚焦評價算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410039469.6
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103792686A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小立
• 申請（專利權(quán)）人: 歐普康視科技（合肥）有限公司
• 主分類號: G02C13/00
• 分類號: G02C13/00;G01M11/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 金凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種角膜接觸鏡綜合檢測儀及其聚焦評價算法。

背景技術(shù)

角膜接觸鏡在驗配和生產(chǎn)過程中，需要對鏡片的基弧曲率半徑、鏡片直徑和表面質(zhì)量進(jìn)行精確的測量和檢測。目前是分別采用基弧儀、直徑尺和體視顯微鏡三種設(shè)備來進(jìn)行檢測的，每次都需要重新對鏡片進(jìn)行裝卸、定位和調(diào)焦，操作過程復(fù)雜、檢測效率低。鏡片的基弧曲率半徑要保證檢測誤差小于0.02mm，目前需要手工調(diào)節(jié)和肉眼觀察來判斷鏡片清晰度，讀取百分表數(shù)據(jù)。測量結(jié)果受人為因素影響較大，且操作者易疲勞，這大大降低了測量精度和工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種角膜接觸鏡綜合檢測儀及其聚焦評價算法，該檢測儀及其聚焦評價算法將鏡片基弧曲率半徑檢測和表面質(zhì)量檢測功能集成于一體，且測量過程實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化，這大大提高了測量精度和檢測效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的角膜接觸鏡綜合檢測儀采用了以下技術(shù)方案：

系統(tǒng)由光學(xué)成像裝置、電子目鏡、載物臺、升降裝置、數(shù)字百分表、單片機(jī)和平板電腦及其相應(yīng)的測量控制軟件組成。

采用自準(zhǔn)直法進(jìn)行鏡片基弧曲率半徑的測量。

具體地說，所述的電子目鏡為采用CCD圖像傳感器的電子目鏡或采用CMOS圖像傳感器的電子目鏡，該電子目鏡通過USB數(shù)據(jù)線和平板電腦相連。

所述的目鏡和物鏡間設(shè)有準(zhǔn)直光管，所述的準(zhǔn)直光管由LED燈源、分劃板、聚焦透鏡和棱鏡組成。

所述的百分表為數(shù)字百分表，該數(shù)字百分表一端通過數(shù)字百分表的探頭和載物臺相接觸，另一端通過控制線和控制器相連，將數(shù)字信號輸出到控制器。

所述的控制器以單片機(jī)為核心，可記錄數(shù)字百分表的實時測量數(shù)據(jù)，并具有步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動電路。通過信號線和平板電腦相連。

所述的升降裝置包括固定在底座上的立臂、安裝在立臂上的導(dǎo)軌和用于驅(qū)動載物臺運動的步進(jìn)電機(jī)；所述的導(dǎo)軌上裝有可垂直升降運動的載物臺；所述的步進(jìn)電機(jī)的輸入端與控制器的輸出端相連，輸出通過電磁離合器和齒輪齒條升降傳動裝置帶動載物臺沿導(dǎo)軌作垂直升降運動。所述的齒輪齒條傳動裝置具有粗調(diào)快進(jìn)和細(xì)調(diào)慢進(jìn)兩種方式。載物臺上下方分別設(shè)置LED斜射照明裝置和暗場照明裝置。

所述的步進(jìn)電機(jī)由單片機(jī)控制器驅(qū)動，通過電磁離合器和齒輪齒條升降傳動裝置相連，根據(jù)測量行程的不同階段使電磁離合器吸合或釋放，以及改變驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率，以控制載物臺的快進(jìn)粗調(diào)和微調(diào)運動。所述的升降導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌，以獲得較高的測量精度和較長的使用壽命。

所述的暗場照明裝置設(shè)在所述的底座上，光闌可通過手輪調(diào)整。斜射照明裝置設(shè)在物鏡下方，照射角度可以通過球形關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種角膜接觸鏡綜合檢測儀的聚焦評價算法，該算法簡化了運算，提高了測量效率。該算法包括以下步驟：

（1）通過平板電腦設(shè)置亮度采樣閾值和采樣時間間隔和空間間隔；?

（2）軟件驅(qū)動電子目鏡按一定時間間隔進(jìn)行實時圖像采集，得到亮度采樣值；

（3）程序根據(jù)對亮度采樣值的分析，判斷待測鏡片相對于合焦點的位置，通過控制器發(fā)送相應(yīng)控制信號給電磁離合器和步進(jìn)電機(jī)，使載物臺按合適的速度進(jìn)給（要求距離合焦點越近，進(jìn)給越慢）。

（4）在程序中啟動聚焦評價線程，對采集的圖像矩陣進(jìn)行二值化處理，并統(tǒng)計亮點個數(shù)。在亮度大于閾值的情況下，亮點個數(shù)達(dá)到極小值時，表明已處于合焦位置。

（5）通過數(shù)字百分表測出整個行程中兩個合焦位置的距離即待測鏡片的基弧曲率半徑。

具體地說，步驟（3）中所述的對亮度采樣值進(jìn)行分析的具體過程為：

若亮度采樣值小于所設(shè)定的閾值，則表明尚未到達(dá)聚焦區(qū)域，控制器控制電磁離合器和步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動載物臺快速進(jìn)給。當(dāng)亮度采樣值大于所設(shè)定的亮度閾值，則表明已接近合焦位置，控制器控制電磁離合器和步進(jìn)電機(jī)，使載物臺按與亮度采樣值成反比的速度進(jìn)給。當(dāng)亮度采樣值接近最大值時，表明已非常接近合焦點，載物臺以很慢的速度微調(diào)進(jìn)給以準(zhǔn)確地判斷合焦位置。

本發(fā)明所述的聚焦評價算法的原理為：