TWI812178B - 一種光學設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種光學設備，包括：光源；遮光板，設置有環形透光結構，遮光板設置於光源之上；聚光透鏡，設置於遮光板之上，與環形透光結構的位置相對應；檢測載具，具有用於設置待檢測彩印隱形眼鏡的檢測容納槽，檢測載具至少部分能夠透光，檢測載具設置於聚光透鏡之上；光源發出的光，至少部分能夠依次經環形透光結構射出、經聚光透鏡彙聚並射出、透射檢測容載具並照射設置於檢測容納槽中的待檢測彩印隱形眼鏡，能夠在待檢測彩印隱形眼鏡的鏡片表面物理瑕疵發生漫反射，並避免對鏡片的圖案部分顯影。

Description

一種光學設備

本發明涉及光學技術領域，具體涉及一種光學設備。

隱形眼鏡是一種戴在眼球角膜上，用以矯正視力或保護眼睛的鏡片。根據材料的軟硬，其包括硬性、半硬性、軟性三種。目前大多數隱形眼鏡為軟性。軟性隱形眼鏡質檢難度非常大，鏡片為透明材質，而且多數工藝情況下漂浮在液體內。彩印隱形眼鏡（通常稱“美瞳”）是通過彩色印刷技術和設備將帶有顏色的圖案和花紋印刷在軟性隱形眼鏡的表面。通常情況下圖案和花紋的中心留出空白為鏡片的光學區，與非彩印隱形眼鏡功能一致。彩印區域的圖案和花紋則起到美化的作用。但是印刷的圖案和花紋會將鏡片部分區域的物理瑕疵在光學成像中覆蓋或重疊，如圖1所示，使彩印隱形眼鏡彩印區域的物理瑕疵難以被機器視覺檢測方式檢出，該問題目前亟待解決。

本發明提出了一種光學設備，用於解決當前彩印隱形眼鏡彩印區域的物理瑕疵在光學成像中被圖案和花紋覆蓋或重疊的問題。

本發明提供了一種光學設備，包括：光源；遮光板，設置有環形透光結構，所述遮光板設置於所述光源之上；聚光透鏡，設置於所述遮光板之上，與所述環形透光結構的位置相對應；檢測載具，具有用於設置待檢測彩印隱形眼鏡的檢測容納槽，所述檢測載具至少部分能夠透光，所述檢測載具對應設置於所述聚光透鏡之上；所述光源發出的光，至少部分能夠依次經所述環形透光結構射出、經所述聚光透鏡彙聚並射出、透射所述檢測容載具並照射設置於所述檢測容納槽中的所述待檢測彩印隱形眼鏡。

在一些可選的實施方式中，所述聚光透鏡的主光軸與所述環形透光結構的圓心同軸或近似同軸，所述聚光透鏡的主光軸垂直或近似垂直於所述環形透光結構所在平面。

在一些可選的實施方式中，所述光源包括：發光單元和散射板；

所述散射板設置於所述發光單元上，所述散射板能夠將所述發光單元發出的光散射。

在一些可選的實施方式中，所述遮光板包括具有圓孔的遮光部和直徑小於所述圓孔的遮光圓片，所述遮光圓片設置於所述圓孔內且與所述圓孔同心；

所述遮光圓片與所述圓孔之間的空隙形成所述環形透光結構。

在一些可選的實施方式中，所述遮光板還包括透光固定部；

所述透光固定部連接所述遮光部和所述遮光圓片，並覆蓋所述環形透光結構。

在一些可選的實施方式中，所述聚光透鏡對應所述檢測載具側的焦點與所述檢測容納槽具有預設距離。

在一些可選的實施方式中，所述檢測容納槽內設有浸泡液。

在一些可選的實施方式中，所述光源發光的波長範圍包括以下至少之一：

單色光、白光或紅外光。

在一些可選的實施方式中，所述設備還包括：圖像採集裝置；

所述圖像採集裝置設置於所述光學設備的檢測載具上方，並能夠對設置於所述檢測載具的檢測容納槽的待檢測彩印隱形眼鏡進行圖像採集。

在一些可選的實施方式中，所述設備還包括：圖像處理裝置，與所述圖像採集裝置網路連接，所述圖像處理裝置被配置成獲取所述圖像採集裝置採集的圖像以及採用預設處理方法對所述圖像進行處理以得到所述待檢測彩印隱形眼鏡的檢測結果。

本發明提供的光學設備，包括：光源；遮光板，設置有環形透光結構，遮光板設置於光源之上；聚光透鏡 ，設置於遮光板之上，與環形透光結構的位置相對應；檢測載具 ，具有用於設置待檢測彩印隱形眼鏡的檢測容納槽，檢測載具至少部分能夠透光，檢測載具對應設置於聚光透鏡之上；光源發出的光，至少部分能夠依次經環形透光結構射出、經聚光透鏡彙聚並射出、透射檢測容載具並照射設置於檢測容納槽中的待檢測彩印隱形眼鏡。照射待檢測彩印隱形眼鏡的光，與聚光透鏡主光軸具有一定夾角，而非沿凸透鏡主光軸延伸方向直接照射於待檢測彩印隱形眼鏡上，因此，若待檢測彩印隱形眼鏡的鏡片表面有物理瑕疵，瑕疵處會發生漫反射，進而能夠被光學影響設備拍攝到被照亮的瑕疵處，而由於光線非直射，因此待檢測彩印隱形眼鏡的鏡片表面平滑部分的圖案無法在光學影像處顯影。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用於解釋相關公開，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與有關發明相關的部分。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的描述中，需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

圖2A是根據本發明實施例的光學設備200的縱向剖面結構示意圖。如圖2A所示，本實施例中的光學設備200包括：光源1、遮光板2、聚光透鏡3及檢測載具4。其中：

遮光板2，設置有環形透光結構21，遮光板2設置於光源1之上。光源1可以包括各種發光裝置，例如，白熾燈、螢光燈、發光二極體（light-emitting diode，LED）燈、平面光源等。在光源1處於發光狀態時，由於遮光板2的遮擋，光源1發出的光可以通過遮光板2上的環形透光結構21射出。

這裡，遮光板2可以是各種類型的板狀材料，本發明對此不作具體限定，遮光板2能夠實現遮光效果即可。環形透光結構21可以是鏤空的環形結構，也可以是由透明介質填充的環形結構，還可以是鏤空與透明介質相結合的環形結構。本發明中對於透明介質的具體材料不做限定，例如透明介質可包括有機玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等。

聚光透鏡3，設置於遮光板2之上，與環形透光結構21的位置相對應。本發明中，聚光透鏡3能夠聚光即可，例如聚光透鏡3可包括平凸透鏡、雙凸透鏡、凹凸透鏡或光學透鏡組，這裡只是舉例說明，而非對於聚光透鏡3的具體限定。

示例地，本發明一些可選實施方式中選用平凸透鏡作為聚光透鏡3，平凸透鏡的平面端平行於遮光板2。可以理解的是，平凸透鏡的一端為平面，另一端為凸面，平行光束經平面端射入平凸透鏡後，經凸面端彙聚並射出。這裡，平凸透鏡可以直接抵接遮光板2設置，由於平凸透鏡的一側為平面端，直接抵接遮光板2設置可以穩定放置於遮光板2上，並且平面端直接平行於遮光板2，無需單獨調試，降低光學設備的組裝工藝難度；也可以與遮光板2之間設置有一定距離，以便於更換遮光板2或調整遮光板2的環形透光結構21。

本發明中，聚光透鏡3可包括球面透鏡或非球面透鏡，技術人員可以根據實際工藝需要進行選擇。

檢測載具4，具有用於設置待檢測彩印隱形眼鏡5的檢測容納槽41，檢測載具4至少部分能夠透光，檢測載具4對應設置於聚光透鏡3之上。檢測載具4的中心可對應與聚光透鏡3的主光軸同軸或近似同軸設置。檢測載具4可以是全部透光，也可以是部分透光，例如：底部透光，或者，底部和側面靠近底部的至少部分透光。示例地，檢測載具4可包括碗狀透光容器，這裡只是對檢測載具4的舉例說明，而非具體限定。

對於構成光學設備200的器件光源1、遮光板2、聚光透鏡3及檢測載具4的固定方式，本發明不做具體限定。示例地，可以通過至少一個預設的固定支架固定光源1、遮光板2、聚光透鏡3及檢測載具4中至少一個器件的位置，以實現上述光學設備200。

圖2B是根據本發明實施例的光學設備200的光路示意圖。如圖2B所示，光源1發出的光，至少部分能夠依次經環形透光結構21射出、經聚光透鏡3彙聚並射出、透射檢測容載具並照射設置於檢測容納槽41中的待檢測彩印隱形眼鏡5。

可以理解的是，光源1發出的光，至少部分經環形透光結構21射出，形成了中空的光柱。光柱經過聚光透鏡3的彙聚後，射出的光線方向朝聚光透鏡3的主光軸偏轉，以與凸透鏡主光軸具有一定夾角的入射角度透射檢測載具4並照射設置於檢測容納槽41中的待檢測彩印隱形眼鏡5。

照射待檢測彩印隱形眼鏡5的光，與聚光透鏡3主光軸具有一定夾角，而非沿凸透鏡主光軸延伸方向直接照射於待檢測彩印隱形眼鏡5上，因此，若待檢測彩印隱形眼鏡5的鏡片表面有物理瑕疵，瑕疵處會發生漫反射，進而能夠被光學影響設備拍攝到被照亮的瑕疵處，而由於光線非直射，因此待檢測彩印隱形眼鏡5的鏡片表面平滑部分的圖案無法在光學影像處顯影。

在一些可選的實施方式中，如圖2A所示，檢測容納槽41內設有浸泡液42。浸泡液42可包括生理鹽水或隱形眼鏡護理液。待檢測彩印隱形眼鏡5可浸泡於浸泡液42中，以避免檢測彩印隱形眼鏡在檢測過程中因乾燥脫水影響檢測結果。

在一些可選的實施方式中，聚光透鏡3對應檢測載具4側的焦點與檢測容納槽41具有預設距離。可以理解的是，聚光透鏡3在主光軸向兩端延伸方向具有兩個焦點，其中，由於本發明中聚光透鏡3對應遮光板2側作為光的入射端，因此對聚光透鏡3對應遮光板2側的焦點不做限定。聚光透鏡3對應檢測載具4側的焦點位於聚光透鏡3的主光軸向檢測載具4側方向延伸的直線上。以使得照射待檢測彩印隱形眼鏡5的光入射角分佈均勻。

本發明對環形透光結構21的內徑和外徑的尺寸不做具體限定，技術人員可以根據實際的亮度需要調整環形透光結構21的內徑或外徑，以實現所需的光圈尺寸。

參考圖3，圖3示出了根據本發明的一個實施例光學設備300的局部結構示意圖。

如圖3所示，在一些可選的實施方式中，聚光透鏡3的主光軸與環形透光結構21的圓心同軸或近似同軸，聚光透鏡3的主光軸垂直或近似垂直於環形透光結構21所在平面。由於實際工藝中難以實現幾何意義上絕對的同軸或垂直關係，因此，本發明中聚光透鏡3的主光軸與環形透光結構21的圓心近似同軸可包括聚光透鏡3的主光軸所在直線與環形透光結構21的圓心之間的距離小於近似同軸判定閾值，近似同軸判定閾值可根據實際檢測精度設置，例如，近似同軸判定閾值可以設置為5毫米；同理，本發明中聚光透鏡3的主光軸近似垂直於環形透光結構21所在平面可包括聚光透鏡3的主光軸所在直線與環形透光結構21所在平面的相對角度接近90度，例如，相對角度可以為85至90度之間。以使得通過環形透光結構21射出的光在經過聚光透鏡3彙聚後與聚光透鏡3的主光軸的夾角分佈均勻，進而能夠以均勻的入射角照射設置於檢測容納槽41中的待檢測彩印隱形眼鏡5，避免因照射不均勻導致的局部暗光區域影響檢測結果。

參考圖4，圖4示出了根據本發明的又一個實施例光學設備400的結構示意圖。在一些可選的實施方式中，光源1包括：發光單元11和散射板12。散射板12設置於發光單元11上，散射板12能夠將發光單元11發出的光散射。這裡，發光單元11可包括各種類型的發光元件，例如，發光單元11可包括至少一個LED燈珠。本發明中對於散射板12的具體結構不做限定，發光單元11發出的光能夠經散射板12散射後射出即可，散射板12的具體結構可以參照現有技術。示例地，散射板12的材料可包括有機玻璃、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層光散射結構。由於LED燈珠為點光源，發出的光是放射狀的，通過散射板12將LED燈珠發出的光散射後，可形成平面光源，光從散射板12向外均勻射出，使光源1能夠通過散射版12的平面發光，提高指定發光方向的有效照射面積。

在一些可選的實施方式中，光源1發光的波長範圍包括以下至少之一：單色光、白光或紅外光。技術人員可以根據檢測需要對光源1發光的波長進行選擇。可以理解的是，為實現不同的波長，可以通過對光源1設置不同的發光單元11或者在多個發光單元11之間切換實現，示例地，可以設置至少一組由紅色LED燈珠、綠色LED燈珠和藍色LED燈珠組成的三基色LED陣列為發光單元11，通過分別控制至少一組三基色LED陣列中每種顏色燈珠的亮度實現對光源1發光的波長的控制。

參考圖5A和圖5B，圖5A和圖5B分別為根據本發明一些實施例光學設備中遮光板2的俯視結構示意圖和縱向剖面結構示意圖。如圖5A所示，在一些可選的實施方式中，遮光板2包括具有圓孔23的遮光部24和直徑小於圓孔23的遮光圓片25，遮光圓片25設置於圓孔23內且與圓孔23同心。遮光圓片25與圓孔23之間的空隙形成環形透光結構21。在實際應用時，可以將遮光部24和遮光圓片25對應放置於光源1的發光面上，調整遮光部24和遮光圓片25的位置關係以形成遮光板2。

在一些可選的實施方式中，如圖5B所示，遮光板2還包括透光固定部26。透光固定部26連接遮光部24和遮光圓片25，並覆蓋環形透光結構21。透光固定部26的材料為透明介質，本發明中對於透明介質的具體材料不做限定，例如透明介質可包括有機玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯等。通過透光固定部26對遮光部24和遮光圓片25的固定並覆蓋環形透光結構21，遮光板2的結構可不依賴於光源1的發光面支撐，技術人員可以根據需要調整遮光板2與光源1的距離。

圖6是根據本發明又一實施例的光學設備600的結構示意圖。如圖6所示，圖6所公開的光學設備600類似於圖2A中所示的光學設備200，不同之處在於，光學設備600中還包括：圖像採集裝置6。圖像採集裝置6可包括攝影機或攝像機。

圖像採集裝置6設置於檢測載具4上方，並能夠對設置於檢測容納槽41的待檢測彩印隱形眼鏡5進行圖像採集。可將圖像採集裝置6的鏡頭向下，對置放於檢測容納槽41的待檢測彩印隱形眼鏡5進行成像拍攝。圖7是根據本發明實施例光學設備600對待檢測彩印隱形眼鏡5採集的圖像，如圖7所示，彩印隱形眼鏡的鏡片表面的物理瑕疵處發生漫反射，被圖像採集裝置6採集到光斑（如圖7中的白色斑點），在圖像中對應顯示，而待檢測彩印隱形眼鏡5的鏡片表面平滑部分的圖案無法在光學影像處顯影，因此在圖像中對應位置顯示為黑色陰影（如圖7中的黑色圓形陰影）。

在一些可選的實施方式中，光學設備600中還包括：圖像處理裝置。圖像處理裝置可包括具有圖像數據處理能力的各種電子設備，包括但不限於智能手機、平板電腦、筆記型電腦電腦、桌上型電腦和伺服器等，在此不做具體限定。

圖像處理裝置與圖像採集裝置6網路連接，圖像處理裝置被配置成獲取圖像採集裝置6採集的圖像，以及採用預設處理方法對圖像進行處理以得到待檢測彩印隱形眼鏡5的檢測結果。這裡，預設的處理方法可包括視覺演算法，示例地，通過將獲取圖像採集裝置6採集的圖像，將該圖像傳送至處理單元，通過數字化處理，根據像素分佈和亮度、顏色等訊息，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。進而得到對待檢測彩印隱形眼鏡5的物理瑕疵檢測結果。這裡只是對視覺演算法的具體應用，對於視覺演算法的具體實現方式可參照現有技術，這裡不再贅述。

以上描述僅為本發明的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本發明中所涉及的公開範圍，並不限於上述技術特徵的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離上述公開構思的情況下，由上述技術特徵或其等同特徵進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特徵與本發明中公開的（但不限於）具有類似功能的技術特徵進行互相替換而形成的技術方案。

1:光源 11:發光單元 12:散射板 2:遮光板 21:環形透光結構 23:圓孔 24:遮光部 25:遮光圓片 26:透光固定部 3:聚光透鏡 4:檢測載具 41:檢測容納槽 42:浸泡液 5:待檢測彩印隱形眼鏡 6:圖像採集裝置

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯： 圖1是背景技術中待檢測彩印隱形眼鏡光學成像中圖案與物理瑕疵重疊的示意圖； 圖2A是根據本發明實施例的光學設備200的縱向剖面結構示意圖； 圖2B是根據本發明實施例的光學設備200的光路示意圖； 圖3是根據本發明的一個實施例光學設備300的局部結構示意圖； 圖4是根據本發明的又一個實施例光學設備400的結構示意圖； 圖5A是根據本發明一些實施例光學設備中遮光板2的俯視結構示意圖； 圖5B是根據本發明一些實施例光學設備中遮光板2的縱向剖面結構示意圖； 圖6是根據本發明又一實施例的光學設備600的結構示意圖；及 圖7是根據本發明實施例光學設備600對待檢測彩印隱形眼鏡採集的圖像。

1:光源

11:發光單元

12:散射板

2:遮光板

21:環形透光結構

3:聚光透鏡

4:檢測載具

41:檢測容納槽

42:浸泡液

5:待檢測彩印隱形眼鏡

400:光學設備

Claims (9)

1. 一種光學設備，包括：光源，所述光源包括：發光單元和散射板，所述散射板設置於所述發光單元上，所述散射板能夠將所述發光單元發出的光散射，形成平面光源；遮光板，設置有環形透光結構，所述遮光板設置於所述光源之上；聚光透鏡，設置於所述遮光板之上，與所述環形透光結構的位置相對應；檢測載具，具有用於設置待檢測彩印隱形眼鏡的檢測容納槽，所述檢測載具至少部分能夠透光，所述檢測載具對應設置於所述聚光透鏡之上；所述聚光透鏡對應所述檢測載具側的焦點，位於所述聚光透鏡與所述檢測載具之間；所述光源發出的光，至少部分能夠依次經所述環形透光結構射出、經所述聚光透鏡先彙聚再以發散方式射出、透射所述檢測載具並照射設置於所述檢測容納槽中的所述待檢測彩印隱形眼鏡。
2. 根據請求項1所述的設備，其中，所述聚光透鏡的主光軸與所述環形透光結構的圓心同軸或近似同軸，所述聚光透鏡的主光軸垂直或近似垂直於所述環形透光結構所在平面。
3. 根據請求項1所述的設備，其中，所述遮光板包括具有圓孔的遮光部和直徑小於所述圓孔的遮光圓片，所述遮光圓片設置於所述圓孔內且與所述圓孔同心；所述遮光圓片與所述圓孔之間的空隙形成所述環形透光結構。
4. 根據請求項3所述的設備，其中，所述遮光板還包括透光固定部，所述透光固定部連接所述遮光部和所述遮光圓片，並覆蓋所述環形透光結構。
5. 根據請求項1所述的設備，其中，所述聚光透鏡對應所述檢測載具側的焦點與所述檢測容納槽具有預設距離。
6. 根據請求項1所述的設備，其中，所述檢測容納槽內設有浸泡液。
7. 根據請求項1所述的設備，其中，所述光源發光的波長範圍包括以下至少之一：單色光、白光或紅外光。
8. 根據請求項1至7任一項所述的設備，所述設備還包括：圖像採集裝置，設置於所述檢測載具上方，並能夠對設置於所述檢測載具的檢測容納槽的待檢測彩印隱形眼鏡進行圖像採集。
9. 根據請求項8所述的設備，所述設備還包括：圖像處理裝置，與所述圖像採集裝置網路連接，所述圖像處理裝置被配置成獲取所述圖像採集裝置採集的圖像 以及採用預設處理方法對所述圖像進行處理以得到所述待檢測彩印隱形眼鏡的檢測結果。