一种基于单一图像传感器的光学结构的制作方法

1.本实用新型涉及光学结构相关技术领域，尤其是指一种基于单一图像传感器的光学结构。


背景技术：

2.人眼是人体最重要的器官之一，而在当代，随着科技的进步，数码产品特别是手机、电脑、平板电脑等越来越普及，人们使用这些数码产品的时间越来越长，人眼观看显示屏幕的时间也相应的越来越长，甚至出现过度的情况，而这些都增加了人眼病变的几率，因此诸如近视眼、青光眼等眼科疾病的患者越来越多。
3.近视眼、青光眼等眼科疾病都会反映在人眼眼球形状的变化上，通过对人眼眼球形状的检测可以直接或间接的获取人眼关键的医学数据，用以预防、诊断或治疗眼科疾病。现有的设备中检测精度差，无法提供高精度的检测。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了克服现有技术中检测眼球的精度差的不足，提供了一种可高精度检测眼球的基于单一图像传感器的光学结构。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种基于单一图像传感器的光学结构，包括工作台，所述工作台表面依次设置有结构光投射器、成像透镜组和图像传感器，所述结构光投射器、成像透镜组和图像传感器在同一直线上，所述结构光投射器和图像传感器分别与工作台连接，所述成像透镜组与工作台滑动连接，所述结构光投射器和成像透镜组之间滑动连接有反射装置，所述工作台表面连接有处理器，所述处理器与图像传感器电连接。
7.工作台上依次布置结构光投射器、成像透镜组和图像传感器且三者在同一基准线上。在结构光投射器和成像透镜组之间滑动连接有反射装置。反射装置在工作台上滑动，反射装置的滑动方向与结构光投射器、成像透镜组构成的直线垂直。成像透镜可在工作台上滑动，成像透镜的滑动方向与结构光投射器、成像透镜组构成的直线共线。结构光投射器可发出的点针状或者特定形状的图案到人眼球上，该范围覆盖整个眼球，即整个眼球都会有点阵状或者特定形状的图案。当结构光投射器发出的光投射到人眼球后，会被眼球所反射，被反射的光线中部分进入反射装置，经反射装置反射后，光线经过成像透镜组后在图像传感器上，处理器对图像传感器上的图像进行处理，即可得到眼球的三维立体图像，进而可对眼球做高精度的检测。
8.作为优选，所述工作台设置有导向孔一和导向孔二，所述导向孔一和导向孔二均为条形孔，所述导向孔一和导向孔二垂直布置，所述导向孔一置于结构光投射器和成像透镜组之间，所述导向孔一与结构光投射器和成像透镜组所在的的直线相垂直，所述导向孔二置于结构投射器和成像透镜组所在的直线上，所述反射装置与导向孔一相对应，所述成像透镜组与导向孔二连接。导向孔一实现对反射镜组的导向作用，导向孔二实现对成像透
镜组的导向作用，确保在调节时可沿一定的方向调节，保证调节精度，确保可对眼球进行高精度的检测。
9.作为优选，所述反射装置包括两个对称布置的反射镜组，两个反射镜组分别置于结构光投射器两侧，所述反射镜组与工作台滑动连接，所述反射镜组包括两个平行布置的反射镜片，两个反射镜片底面连接有固定支架，所述固定支架截面形状为u形。反射镜组中的反射镜片平行布置，确保将人眼球的左右视差图像传输到成像透镜组，其中一组用于传输眼球的左视差图像，另一组用于传输眼球的右视差图像，保证将眼球的左右视差图像全部传输到成像透镜组，达到完成高精度检测的目的效果。
10.作为优选，所述工作台下表面中部连接有双向伸缩气缸，所述双向伸缩气缸两端均连接有连接板，所述连接板侧面设置有延伸板，所述延伸板与靠近结构光投射器一侧的固定支架连接，所述连接板下表面设置有移动装置，所述移动装置与远离结构光投射器一侧的固定支架连接。双向伸缩气缸可满足将置于结构光投射器两侧的反射镜组向两侧转移，其中靠近结构光投射器一侧的反射镜片由双相伸缩气缸带动连接板控制，远离结构光投射器一侧的反射镜片由移动装置控制调节，通过二者对平行布置的反射镜片的调节，使眼球的左右视差图像精确的传输到成像透镜组，确保检测眼球时可实现高精度检测。
11.作为优选，所述移动装置包括动力电机、丝杠、滑块和支撑块，所述动力电机固定在连接板下表面，所述支撑块设置有连接槽，所述支撑块与连接板连接，所述丝杠一端与动力电机的连接轴端连接，所述丝杠另一端与连接槽连接，所述滑块设置有螺纹孔，所述螺纹孔与丝杠相对应。采用丝杠和设置有螺纹孔的滑块进行配合，螺纹孔内的螺纹和丝杠的螺纹的螺距均为小螺距且二者相匹配，保证动力电机带动丝杠转动时滑块在丝杠上滑动，且可实现精细的位置调整，使检测更准确，实现高精度检测的效果。
12.作为优选，所述滑块一侧面连接有支撑板，所述支撑板上表面和延伸板上表面均连接有转动电机，所述转动电机的转轴端与固定支架连接，所述转动电机的转轴与导向孔一的内侧壁相接触。转动轴与导向孔一的内壁接触在滑动的过程中起到导向作用；转动电机可带动固定支架转动，可满足固定支架带动反射镜片转动，来进行反射角度的调节，使检测更准确，达到高精度检测的效果。
13.作为优选，所述成像透镜组包括两块平行设置的透镜，所述透镜下部连接有透镜支架，所述透镜支架下部连接有导向滑动组件，所述导向滑动组件与导向孔二滑动连接。透镜在导向滑动组件的作用下可实现滑动，进而实现可调节的功能；导向孔二提供滑动的导向作用。
14.作为优选，所述导向滑动组件包括导向滑块，所述导向滑块一侧壁设置有连接块，所述导向滑块对向的一侧壁设置有让位槽，所述让位槽内连接有连接齿轮，所述导向孔二的一内侧壁设置有导向槽，所述导向孔二的对向的内侧壁连接有直齿条，所述连接块与导向槽滑动连接，所述连接齿轮与直齿条啮合。连接块嵌入到导向槽内且可在导向槽内滑动，让位槽内连接的连接齿轮与让位槽的内侧壁连接，连接齿轮与直齿条啮合，保证导向滑块可在连接齿轮转动的情况下实现沿导向槽滑动，使平行布置的两个成像透镜可沿导向孔二调节位置和间距，以满足进行高精度检测眼球的要求；连接齿轮和直齿条的齿均为细齿，保证调整时可实现高精度调节，进而满足高精度检测眼球。
15.作为优选，所述导向滑块顶面设置有旋杆，所述旋杆穿过让位槽侧壁与连接齿轮
连接。旋杆起到调节连接齿轮的作用，控制齿轮转动以实现控制导向滑块滑动的作用，使操作简单准确。
16.作为优选，所述结构光投射器设置有升降台，所述升降台一端与工作台上表面连接，所述升降台另一端与结构光投射器连接。升降台可调节结构光投射器的高度，以满足对不同病患的检测要求，使其适用性和通用性更高。
17.本实用新型的有益效果是：保证将眼球的左右视差图像全部传输到成像透镜组，达到完成高精度检测的目的效果；对反射镜组和成像透镜组调节时，可实现高精度调节，进而满足高精度检测眼球；升降台可调节结构光投射器的高度，满足对不同病患的检测要求，使其适用性和通用性更高。
附图说明
18.图1是本实用新型立体示意图；
19.图2是本实用新型俯视图；
20.图3是本实用新型反射镜组立体示意图；
21.图4是本实用新型中反射镜组局部立体示意图；
22.图5是本实用新型中成像透镜组局部立体示意图；
23.图6是本实用新型中导向滑动组件立体示意图；
24.图7是本实用新型原理图。
25.附图中，
26.1.工作台、2.结构光投射器、3.成像透镜组、4. 图像传感器、5. 反射镜组、6. 处理器、10. 导向孔一、11. 导向孔二、12. 双向伸缩气缸、13. 连接板、14. 延伸板、15. 固定支架、16. 动力电机、17. 丝杠、18. 滑块、19. 支撑块、20.升降台、30. 透镜、31. 透镜支架、32.导向滑块、33. 连接块、34.让位槽、35. 连接齿轮、36.旋杆、50.反射镜片、110. 导向槽、111. 直齿条、140. 转动电机、180. 螺纹孔、181.支撑板、190. 连接槽。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
28.实施例1，如图1、2、7所示，一种基于单一图像传感器的光学结构，其特征是，包括工作台1。工作台1表面依次设置有结构光投射器2、成像透镜组3和图像传感器4。结构光投射器2、成像透镜组3和图像传感器4在同一直线上。结构光投射器2和图像传感器4分别与工作台1连接。成像透镜组3与工作台1滑动连接。结构光投射器2和成像透镜组3之间滑动连接有反射装置，工作台1表面连接有处理器6。处理器6与图像传感器4电连接。
29.如图2所示，工作台1设置有导向孔一10和导向孔二11。导向孔一10和导向孔二11均为条形孔。导向孔一10和导向孔二11垂直布置。导向孔一10置于结构光投射器2和成像透镜组3之间。导向孔一10与结构光投射器2和成像透镜组3所在的的直线相垂直。导向孔二11置于结构光投射器2和成像透镜组3所在的直线上。反射装置与导向孔一10相对应。成像透镜组3与导向孔二11连接
30.如图3、4所示，反射装置包括两个对称布置的反射镜组5，两个反射镜组5分别置于结构光投射器2两侧。反射镜组5与工作台1滑动连接。反射镜组5包括两个平行布置的反射
镜片50，两个反射镜片50底面连接有固定支架15。固定支架15截面形状为u形。工作台1下表面中部连接有双向伸缩气缸12。双向伸缩气缸12两端均连接有连接板13。连接板13侧面设置有延伸板14。延伸板14与靠近结构光投射器2一侧的固定支架15连接。连接板13下表面设置有移动装置。移动装置与远离结构光投射器2一侧的固定支架15连接。移动装置包括动力电机16、丝杠17、滑块18和支撑块19。动力电机16固定在连接板13下表面。支撑块19设置有连接槽190。支撑块19与连接板13连接。丝杠17一端与动力电机16的连接轴端连接。丝杠17另一端与连接槽190连接。滑块18设置有螺纹孔180。螺纹孔180与丝杠17相对应。滑块18一侧面连接有支撑板181。支撑板181上表面和延伸板14上表面均连接有转动电机140。转动电机140的转轴端与固定支架15连接。转动电机140的转轴与导向孔一10的内侧壁相接触。
31.如图5、6所示，成像透镜组3包括两块平行设置的透镜30。透镜30下部连接有透镜支架31。透镜支架31下部连接有导向滑动组件。导向滑动组件与导向孔二11滑动连接。导向滑动组件包括导向滑块32。导向滑块32一侧壁设置有连接块33。导向滑块32对向的一侧壁设置有让位槽34。让位槽34内连接有连接齿轮35。导向孔二11的一内侧壁设置有导向槽110。导向孔二11的对向的内侧壁连接有直齿条111。连接块33与导向槽110滑动连接。连接齿轮35与直齿条111啮合。导向滑块32顶面设置有旋杆36。旋杆36穿过让位槽34侧壁与连接齿轮35连接。
32.如图4所示，结构光投射器2设置有升降台20。升降台20一端与工作台1上表面连接。升降台20另一端与结构光投射器2连接。
33.本实用新型的工作原理为：如图1-7所示，首先，结构光投射器2工作，投射一定角度范围的点阵状或者特定形状的团到人眼球上，该范围覆盖整个眼球，即整个眼球都会有点阵状或者特定形状的图案。当结构光投射器2的光投射到人眼球后，会被眼球所反射，被反射的光线中，部分会进入到反射镜组5，在进一步的经过成像透镜组3后在图像传感器4上成像。在光线投射过程中根据病人的不同调节双向伸缩气缸12和移动装置来调节反射镜组5，同时根据具体情况调节成像透镜组3，满足被传输的光线可在图像传感器4上精确的成像，保证处理器6可精确的完成对眼球的检测。其中图像传感器4为ccd或者cmos。图像传感器4中轴与成像透镜组3的光轴同轴设置。结构光投射器2位于成像透镜组3的光轴上。两个反射镜组5关于成像透镜组3光轴对称。
34.其中，参与成像的所有光线中最边缘的光线为r10、r20、r30、r40，以眼球中轴线为界，r10和r20位于同一侧，r30和r40位于另一侧。其中r10和r20以及二者中间所有的光线入射至反射镜m1后，被反射成为光线r11和r21以及二者中间所有的光线。光线r11和r21以及二者中间所有的光线入射至反射镜m2，被反射成为光线r12和r22以及二者中间所有的光线，然后，r12和r22以及二者中间所有的光线通过成像透镜组3变为光线r13和光线r23后成像在图像传感器4上，形成眼球的左视差图像。
35.同样的，r30和r40以及二者中间所有的光线入射至反射镜m4后，被反射成为光线r31和r41以及二者中间所有的光线。光线r31和r41以及二者中间所有的光线入射至反射镜m3，被反射成为光线r32和r42以及二者中间所有的光线，然后，r32和r42以及二者中间所有的光线通过成像透镜组3变为光线r33和光线r43后成像在图像传感器4上，形成眼球的右视差图像。
36.在得到眼球的左右视差图像后，经过处理器6进行算法的处理，即可得到眼球的三
维立体图像。根据得到的图像可实现对眼球的高精度检测。