CN113203708A - 一种光学设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种光学设备，包括：光源；遮光板，设置有环形透光结构，遮光板设置于光源之上；聚光透镜，设置于遮光板之上，与环形透光结构的位置相对应；检测载具，具有用于设置待检测彩印隐形眼镜的检测容纳槽，检测载具至少部分能够透光，检测载具设置于聚光透镜之上；光源发出的光，至少部分能够依次经环形透光结构射出、经聚光透镜汇聚并射出、透射检测容载具并照射设置于检测容纳槽中的待检测彩印隐形眼镜，能够在待检测彩印隐形眼镜的镜片表面物理瑕疵发生漫反射，并避免对镜片的图案部分显影。

Description

一种光学设备

技术领域

本公开涉及光学技术领域，具体涉及一种光学设备。

背景技术

隐形眼镜是一种戴在眼球角膜上，用以矫正视力或保护眼睛的镜片。根据材料的软硬它包括硬性、半硬性、软性三种。目前大多数隐形眼镜为软性。软性隐形眼镜质检难度非常大，镜片为透明材质，而且多数工艺情况下漂浮在液体内。彩印隐形眼镜(通常称“美瞳”)是通过彩色印刷技术和设备将带有颜色的图案和花纹印刷在软性隐形眼镜的表面。通常情况下图案和花纹的中心留出空白为镜片的光学区，与非彩印隐形眼镜功能一致。彩印区域的图案和花纹则起到美化的作用。但是印刷的图案和花纹会将镜片部分区域的物理瑕疵在光学成像中覆盖或重叠，如图1所示，使彩印隐形眼镜彩印区域的物理瑕疵难以被机器视觉检测方式检出，该问题目前亟待解决。

发明内容

本公开提出了一种光学设备，用于解决当前彩印隐形眼镜彩印区域的物理瑕疵在光学成像中被图案和花纹覆盖或重叠的问题。

本公开提供了一种光学设备，包括：光源；遮光板，设置有环形透光结构，所述遮光板设置于所述光源之上；聚光透镜，设置于所述遮光板之上，与所述环形透光结构的位置相对应；检测载具，具有用于设置待检测彩印隐形眼镜的检测容纳槽，所述检测载具至少部分能够透光，所述检测载具对应设置于所述聚光透镜之上；所述光源发出的光，至少部分能够依次经所述环形透光结构射出、经所述聚光透镜汇聚并射出、透射所述检测容载具并照射设置于所述检测容纳槽中的所述待检测彩印隐形眼镜。

在一些可选的实施方式中，所述聚光透镜的主光轴与所述环形透光结构的圆心同轴或近似同轴，所述聚光透镜的主光轴垂直或近似垂直于所述环形透光结构所在平面。

在一些可选的实施方式中，所述光源包括：发光单元和散射板；

所述散射板设置于所述发光单元上，所述散射板能够将所述发光单元发出的光散射。

在一些可选的实施方式中，所述遮光板包括具有圆孔的遮光部和直径小于所述圆孔的遮光圆片，所述遮光圆片设置于所述圆孔内且与所述圆孔同心；

所述遮光圆片与所述圆孔之间的空隙形成所述环形透光结构。

在一些可选的实施方式中，所述遮光板还包括透光固定部；

所述透光固定部连接所述遮光部和所述遮光圆片，并覆盖所述环形透光结构。

在一些可选的实施方式中，所述聚光透镜对应所述检测载具侧的焦点与所述检测容纳槽具有预设距离。

在一些可选的实施方式中，所述检测容纳槽内设有浸泡液。

在一些可选的实施方式中，所述光源发光的波长范围包括以下至少之一：

单色光、白光或红外光。

在一些可选的实施方式中，所述设备还包括：图像采集装置；

所述图像采集装置设置于所述光学设备的检测载具上方，并能够对设置于所述检测载具的检测容纳槽的待检测彩印隐形眼镜进行图像采集。

在一些可选的实施方式中，所述设备还包括：图像处理装置，与所述图像采集装置网络连接，所述图像处理装置被配置成获取所述图像采集装置采集的图像以及采用预设处理方法对所述图像进行处理以得到所述待检测彩印隐形眼镜的检测结果。

本公开提供的光学设备，包括：光源；遮光板，设置有环形透光结构，遮光板设置于光源之上；聚光透镜，设置于遮光板之上，与环形透光结构的位置相对应；检测载具，具有用于设置待检测彩印隐形眼镜的检测容纳槽，检测载具至少部分能够透光，检测载具对应设置于聚光透镜之上；光源发出的光，至少部分能够依次经环形透光结构射出、经聚光透镜汇聚并射出、透射检测容载具并照射设置于检测容纳槽中的待检测彩印隐形眼镜。照射待检测彩印隐形眼镜的光，与聚光透镜主光轴具有一定夹角，而非沿凸透镜主光轴延伸方向直接照射于待检测彩印隐形眼镜上，因此，若待检测彩印隐形眼镜的镜片表面有物理瑕疵，瑕疵处会发生漫反射，进而能够被光学影响设备拍摄到被照亮的瑕疵处，而由于光线非直射，因此待检测彩印隐形眼镜的镜片表面平滑部分的图案无法在光学影像处显影。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是背景技术中待检测彩印隐形眼镜光学成像中图案与物理瑕疵重叠的示意图；

图2A是根据本公开实施例的光学设备200的纵向剖面结构示意图；

图2B是根据本公开实施例的光学设备200的光路示意图；

图3是根据本公开的一个实施例光学设备300的局部结构示意图；

图4是根据本公开的又一个实施例光学设备400的结构示意图；

图5A是根据本公开一些实施例光学设备中遮光板2的俯视结构示意图；

图5B是根据本公开一些实施例光学设备中遮光板2的纵向剖面结构示意图；

图6是根据本公开又一实施例的光学设备600的结构示意图；

图7是根据本公开实施例光学设备600对待检测彩印隐形眼镜采集的图像。

符号说明：1-光源；11-发光单元；12-散射板；2-遮光板；21-环形透光结构；23-圆孔；24-遮光部；25-遮光圆片；26-透光固定部；3-聚光透镜；4-检测载具；41-检测容纳槽；42-浸泡液；5-待检测彩印隐形眼镜；6-图像采集装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关公开，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关公开相关的部分。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开的描述中，需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2A是根据本公开实施例的光学设备200的纵向剖面结构示意图。如图2A所示，本实施例中的光学设备200包括：光源1、遮光板2、聚光透镜3及检测载具4。其中：

遮光板2，设置有环形透光结构21，遮光板2设置于光源1之上。光源1可以包括各种发光装置，例如，白炽灯、荧光灯、发光二极管(light-emitting diode，LED)灯、平面光源等。在光源1处于发光状态时，由于遮光板2的遮挡，光源1发出的光可以通过遮光板2上的环形透光结构21射出。

这里，遮光板2可以是各种类型的板状材料，本公开对此不作具体限定，遮光板2能够实现遮光效果即可。环形透光结构21可以是镂空的环形结构，也可以是由透明介质填充的环形结构，还可以是镂空与透明介质相结合的环形结构。本公开中对于透明介质的具体材料不做限定，例如透明介质可包括有机玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等。

聚光透镜3，设置于遮光板2之上，与环形透光结构21的位置相对应。本公开中，聚光透镜3能够聚光即可，例如聚光透镜3可包括平凸透镜、双凸透镜、凹凸透镜或光学透镜组，这里只是举例说明，而非对于聚光透镜3的具体限定。

示例地，本公开一些可选实施方式中选用平凸透镜作为聚光透镜3，平凸透镜的平面端平行于遮光板2。可以理解的是，平凸透镜的一端为平面，另一端为凸面，平行光束经平面端射入平凸透镜后，经凸面端汇聚并射出。这里，平凸透镜可以直接抵接遮光板2设置，由于平凸透镜的一侧为平面端，直接抵接遮光板2设置可以稳定放置于遮光板2上，并且平面端直接平行于遮光板2，无需单独调试，降低光学设备的组装工艺难度；也可以与遮光板2之间设置有一定距离，以便于更换遮光板2或调整遮光板2的环形透光结构21。

本公开中，聚光透镜3可包括球面透镜或非球面透镜，技术人员可以根据实际工艺需要进行选择。

检测载具4，具有用于设置待检测彩印隐形眼镜5的检测容纳槽41，检测载具4至少部分能够透光，检测载具4对应设置于聚光透镜3之上。检测载具4的中心可对应与聚光透镜3的主光轴同轴或近似同轴设置。检测载具4可以是全部透光，也可以是部分透光，例如：底部透光，或者，底部和侧面靠近底部的至少部分透光。示例地，检测载具4可包括碗状透光容器，这里只是对检测载具4的举例说明，而非具体限定。

对于构成光学设备200的器件光源1、遮光板2、聚光透镜3及检测载具4的固定方式，本公开不做具体限定。示例地，可以通过至少一个预设的固定支架固定光源1、遮光板2、聚光透镜3及检测载具4中至少一个器件的位置，以实现上述光学设备200。

图2B是根据本公开实施例的光学设备200的光路示意图。如图2B所示，光源1发出的光，至少部分能够依次经环形透光结构21射出、经聚光透镜3汇聚并射出、透射检测容载具并照射设置于检测容纳槽41中的待检测彩印隐形眼镜5。

可以理解的是，光源1发出的光，至少部分经环形透光结构21射出，形成了中空的光柱。光柱经过聚光透镜3的汇聚后，射出的光线方向朝聚光透镜3的主光轴偏转，以与凸透镜主光轴具有一定夹角的入射角度透射检测载具4并照射设置于检测容纳槽41中的待检测彩印隐形眼镜5。

照射待检测彩印隐形眼镜5的光，与聚光透镜3主光轴具有一定夹角，而非沿凸透镜主光轴延伸方向直接照射于待检测彩印隐形眼镜5上，因此，若待检测彩印隐形眼镜5的镜片表面有物理瑕疵，瑕疵处会发生漫反射，进而能够被光学影响设备拍摄到被照亮的瑕疵处，而由于光线非直射，因此待检测彩印隐形眼镜5的镜片表面平滑部分的图案无法在光学影像处显影。

在一些可选的实施方式中，如图2A所示，检测容纳槽41内设有浸泡液42。浸泡液42可包括生理盐水或隐形眼镜护理液。待检测彩印隐形眼镜5可浸泡于浸泡液42中，以避免检测彩印隐形眼镜在检测过程中因干燥脱水影响检测结果。

在一些可选的实施方式中，聚光透镜3对应检测载具4侧的焦点与检测容纳槽41具有预设距离。可以理解的是，聚光透镜3在主光轴向两端延伸方向具有两个焦点，其中，由于本公开中聚光透镜3对应遮光板2侧作为光的入射端，因此对聚光透镜3对应遮光板2侧的焦点不做限定。聚光透镜3对应检测载具4侧的焦点位于聚光透镜3的主光轴向检测载具4侧方向延伸的直线上。以使得照射待检测彩印隐形眼镜5的光入射角分布均匀。

本公开对环形透光结构21的内径和外径的尺寸不做具体限定，技术人员可以根据实际的亮度需要调整环形透光结构21的内径或外径，以实现所需的光圈尺寸。

参考图3，图3示出了根据本公开的一个实施例光学设备300的局部结构示意图。

如图3所示，在一些可选的实施方式中，聚光透镜3的主光轴与环形透光结构21的圆心同轴或近似同轴，聚光透镜3的主光轴垂直或近似垂直于环形透光结构21所在平面。由于实际工艺中难以实现几何意义上绝对的同轴或垂直关系，因此，本公开中聚光透镜3的主光轴与环形透光结构21的圆心近似同轴可包括聚光透镜3的主光轴所在直线与环形透光结构21的圆心之间的距离小于近似同轴判定阈值，近似同轴判定阈值可根据实际检测精度设置，例如，近似同轴判定阈值可以设置为5毫米；同理，本公开中聚光透镜3的主光轴近似垂直于环形透光结构21所在平面可包括聚光透镜3的主光轴所在直线与环形透光结构21所在平面的相对角度接近90度，例如，相对角度可以为85至90度之间。以使得通过环形透光结构21射出的光在经过聚光透镜3汇聚后与聚光透镜3的主光轴的夹角分布均匀，进而能够以均匀的入射角照射设置于检测容纳槽41中的待检测彩印隐形眼镜5，避免因照射不均匀导致的局部暗光区域影响检测结果。

参考图4，图4示出了根据本公开的又一个实施例光学设备400的结构示意图。在一些可选的实施方式中，光源1包括：发光单元11和散射板12。散射板12设置于发光单元11上，散射板12能够将发光单元11发出的光散射。这里，发光单元11可包括各种类型的发光元件，例如，发光单元11可包括至少一个LED灯珠。本公开中对于散射板12的具体结构不做限定，发光单元11发出的光能够经散射板12散射后射出即可，散射板12的具体结构可以参照现有技术。示例地，散射板12的材料可包括有机玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等，散射板12具有由上述材料形成的至少一层光散射结构。由于LED灯珠为点光源，发出的光是放射状的，通过散射板12将LED灯珠发出的光散射后，可形成平面光源，光从散射板12向外均匀射出，使光源1能够通过散射版12的平面发光，提高指定发光方向的有效照射面积。

在一些可选的实施方式中，光源1发光的波长范围包括以下至少之一：单色光、白光或红外光。技术人员可以根据检测需要对光源1发光的波长进行选择。可以理解的是，为实现不同的波长，可以通过对光源1设置不同的发光单元11或者在多个发光单元11之间切换实现，示例地，可以设置至少一组由红色LED灯珠、绿色LED灯珠和蓝色LED灯珠组成的三基色LED阵列为发光单元11，通过分别控制至少一组三基色LED阵列中每种颜色灯珠的亮度实现对光源1发光的波长的控制。

参考图5A和图5B，图5A和图5B分别为根据本公开一些实施例光学设备中遮光板2的俯视结构示意图和纵向剖面结构示意图。如图5A所示，在一些可选的实施方式中，遮光板2包括具有圆孔23的遮光部24和直径小于圆孔23的遮光圆片25，遮光圆片25设置于圆孔23内且与圆孔23同心。遮光圆片25与圆孔23之间的空隙形成环形透光结构21。在实际应用时，可以将遮光部24和遮光圆片25对应放置于光源1的发光面上，调整遮光部24和遮光圆片25的位置关系以形成遮光板2。

在一些可选的实施方式中，如图5B所示，遮光板2还包括透光固定部26。透光固定部26连接遮光部24和遮光圆片25，并覆盖环形透光结构21。透光固定部26的材料为透明介质，本公开中对于透明介质的具体材料不做限定，例如透明介质可包括有机玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等。通过透光固定部26对遮光部24和遮光圆片25的固定并覆盖环形透光结构21，遮光板2的结构可不依赖于光源1的发光面支撑，技术人员可以根据需要调整遮光板2与光源1的距离。

图6是根据本公开又一实施例的光学设备600的结构示意图。如图6所示，图6所公开的光学设备600类似于图2A中所示的光学设备200，不同之处在于，光学设备600中还包括：图像采集装置6。图像采集装置6可包括摄影机或摄像机。

图像采集装置6设置于检测载具4上方，并能够对设置于检测容纳槽41的待检测彩印隐形眼镜5进行图像采集。可将图像采集装置6的镜头向下，对置放于检测容纳槽41的待检测彩印隐形眼镜5进行成像拍摄。图7是根据本公开实施例光学设备600对待检测彩印隐形眼镜5采集的图像，如图7所示，彩印隐形眼镜的镜片表面的物理瑕疵处发生漫反射，被图像采集装置6采集到光斑(如图7中的白色斑点)，在图像中对应显示，而待检测彩印隐形眼镜5的镜片表面平滑部分的图案无法在光学影像处显影，因此在图像中对应位置显示为黑色阴影(如图7中的黑色圆形阴影)。

在一些可选的实施方式中，光学设备600中还包括：图像处理装置。图像处理装置可包括具有图像数据处理能力的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、便携式计算机、台式机算机和服务器等，在此不做具体限定。

图像处理装置与图像采集装置6网络连接，图像处理装置被配置成获取图像采集装置6采集的图像，以及采用预设处理方法对图像进行处理以得到待检测彩印隐形眼镜5的检测结果。这里，预设的处理方法可包括视觉算法，示例地，通过将获取图像采集装置6采集的图像，将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而得到对待检测彩印隐形眼镜5的物理瑕疵检测结果。这里只是对视觉算法的具体应用，对于视觉算法的具体实现方式可参照现有技术，这里不再赘述。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种光学设备，包括：

光源；

遮光板，设置有环形透光结构，所述遮光板设置于所述光源之上；

聚光透镜，设置于所述遮光板之上，与所述环形透光结构的位置相对应；

检测载具，具有用于设置待检测彩印隐形眼镜的检测容纳槽，所述检测载具至少部分能够透光，所述检测载具对应设置于所述聚光透镜之上；

所述光源发出的光，至少部分能够依次经所述环形透光结构射出、经所述聚光透镜汇聚并射出、透射所述检测容载具并照射设置于所述检测容纳槽中的所述待检测彩印隐形眼镜。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述聚光透镜的主光轴与所述环形透光结构的圆心同轴或近似同轴，所述聚光透镜的主光轴垂直或近似垂直于所述环形透光结构所在平面。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光源包括：发光单元和散射板，所述散射板设置于所述发光单元上，所述散射板能够将所述发光单元发出的光散射。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述遮光板包括具有圆孔的遮光部和直径小于所述圆孔的遮光圆片，所述遮光圆片设置于所述圆孔内且与所述圆孔同心；

所述遮光圆片与所述圆孔之间的空隙形成所述环形透光结构。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述遮光板还包括透光固定部，所述透光固定部连接所述遮光部和所述遮光圆片，并覆盖所述环形透光结构。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述聚光透镜对应所述检测载具侧的焦点与所述检测容纳槽具有预设距离。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述检测容纳槽内设有浸泡液。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光源发光的波长范围包括以下至少之一：

单色光、白光或红外光。

9.根据权利要求1至8任一项所述的设备，所述设备还包括：

图像采集装置，设置于所述检测载具上方，并能够对设置于所述检测载具的检测容纳槽的待检测彩印隐形眼镜进行图像采集。

10.根据权利要求9所述的设备，所述设备还包括：

图像处理装置，与所述图像采集装置网络连接，所述图像处理装置被配置成获取所述图像采集装置采集的图像以及采用预设处理方法对所述图像进行处理以得到所述待检测彩印隐形眼镜的检测结果。

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