一种一体式验光光路系统以及验光设备的制作方法

1.本技术涉及视力检测装置的领域，尤其是涉及一种一体式验光光路系统以及验光设备。


背景技术：

2.在传统的视力测量过程中，通常需要测量远视与近视的验光数据。一般来说，远视需要人能看见位于五米远处的成像。
3.常见的验光设备集成了近视测量的功能，通过设置一块翻转的翻板挡住验光头的光路径，并通过在翻板上显示近视图像的方式来进行近视的验光。而当需要进行远视验光时，将翻板翻下，并在距离验光设备五米左右的地方放置远视图像来实现远视验光。
4.采用这种设备进行验光的弊端也十分明显，由于其远近验光的切换完全通过翻板的翻转实现，并且在远视验光的过程中也需要保证远视图像与验光头距离标定的距离。因而，该种验光设备需要较大的空间占用率，不适合空间较小的场所。


技术实现要素：

5.为了减小验光设备占用的体积，本技术提供一种一体式验光光路系统以及验光设备。
6.第一方面，本技术提供的一种一体式验光光路系统采用如下的技术方案：一种一体式验光光路系统，包括：矫正镜片调节模块；图像发生器，用于生成远视图像；远视成像模块，用于将图像发生器中的图像成像至远视处，且所述远视成像模块的光路径与所述矫正镜片调节模块的光路径相交叉；切换反光镜，位于矫正镜片调节模块的光路径与远视成像模块的光路径的交叉处；驱动机构，用于驱动切换反光镜转动，所述切换反光镜转动时，用于择一选择近视图像或远视图像成像至矫正镜片调节模块。
7.通过采用上述技术方案，这种设置使得远视图像通过图像发生器发生，并通过远视成像模块放大通过图像发生器发生的图像，使得通过切换反光镜的反射形成位于被检者一定距离的虚像，而在当需要切换到近视图像时，通过转动切换反光镜使被检者可以直接看到距离较近的近视图像。与传统的验光设备相比，这种验光方式所占用的空间较小，通过光学成像原理即可在空间较小的情况下生成较远距离处的图像，并且通过对切换反光镜的切换也可以较为快速且方便的实现远近图像的切换，较为方便。
8.优选的，所述矫正镜片调节模块正对于近视图像，当所述近视图像成像至所述矫正镜片调节模块时，所述切换反光镜反射所述远视图像至图像发生器。
9.通过采用上述技术方案，这种方式可以减小在查看近视图像时，远视图像所造成
的干扰。同时这种方式也可以进一步的优化空间占用率，并且结构上来说也较为简单，被检者通过矫正镜片模块可以直接查看到面前的远视图像。
10.优选的，所述图像发生器与所述远视成像模块均位于所述矫正镜片调节模块的光路径的同一侧，且所述远视成像模块的光路径与所述矫正镜片调节模块的光路径相垂直。
11.优选的，还包括有接收所述远视成像模块发射的第一反射镜以及接收所述第一反射镜的反射光的第二反射镜，所述远视成像模块经由所述第一反射镜和第二反射镜投射至切换反光镜，所述第一反射镜至第二反射镜的光路径呈水平设置。
12.通过采用上述技术方案，这种设置方式可以通过调节第一反射镜和第二反射镜之间的间距而适配不同的瞳距，并且这种方式也可以使得在两个反射镜的作用下改变成像的距离。同时，在与不设置第一反射镜与第二反射镜的方案相比，相同的成像距离所需占用的空间更小，空间利用率更高。
13.优选的，还包括有屈光度测量模块，所述屈光度测量模块包括：第一分光片，位于所述矫正镜片调节模块与切换反光镜之间；第二分光片，用于接收所述第一分光片的反射光；红外光源发生单元，用于发生平行的红外光至第二分光片，并经由所述第二分光片反射至第一分光片；测量单元，接收从第一分光片反射并透过所述第二分光片的图像以检测屈光度。
14.通过采用上述技术方案，屈光度测量模块的设置使得可以采用客观验光的方式得到屈光度的具体参数，从而与远近图像验光的方式相结合使整台设备具有主客观验光一体化的功能，提高验光设备的空间利用率。
15.优选的，还包括有镜眼距测量模块，所述镜眼距测量模块包括测量反光镜以及镜眼距测量相机，所述镜眼距测量相机用于获取经由测量反光镜反射的镜眼距图像。
16.通过采用上述技术方案，镜眼距测量模块的设置使得。
17.第二方面，本技术提供的一种验光设备采用如下的技术方案：一种验光设备，应用上述的光路系统；所述矫正镜片调节模块设置有两组且分别对应于被检者的双眼。
18.通过采用上述技术方案，这种设置使得远视图像通过图像发生器发生，并通过远视成像模块放大通过图像发生器发生的图像，使得通过切换反光镜的反射形成位于被检者一定距离的虚像，而在当需要切换到近视图像时，通过转动切换反光镜使被检者可以直接看到距离较近的近视图像。与传统的验光设备相比，这种验光方式所占用的空间较小，通过光学成像原理即可在空间较小的情况下生成较远距离处的图像，并且通过对切换反光镜的切换也可以较为快速且方便的实现远近图像的切换，较为方便。
19.优选的，所述驱动机构包括受控旋转的旋转轴，所述旋转轴具有沿轴线方向贯穿的空腔以及位于空腔一侧的开口，所述切换反光镜穿设于开口中且连接有置于空腔中的定位芯，所述开口的宽度大于切换反光镜的厚度；所述旋转轴两侧均具有用于支撑所述旋转轴旋转的支撑板，所述支撑板上设置有驱使所述切换反光镜于两个使用状态下固定的限位锁定机构；所述锁定机构包括设置于所述支撑板上且位于所述旋转轴轴向投影内的触发件以及设置于支撑板上且与触发件联动的执行件，所述切换反光镜上设置有与支撑板抵接的
连接件，当所述触发件被所述旋转轴的轴向投影覆盖时，所述切换反光镜可相对所述支撑板转动，当所述触发件落入于开口的轴向投影中时，所述执行件锁定所述切换反光镜；所述切换反光镜于旋转轴周向的旋转轨迹始终位于两所述触发件之间。
20.常用的将透镜与轴连接通常会采用榫接等方式来进行连接，但由于本技术中的旋转轴会由于远近视图像的切换而经常具有旋转的运动趋势，在此前提下，切换反光镜由于是被动件而会具有相对的滞后转动性，在长时间使用的过程中申请人发现切换反光镜与旋转轴的连接处会发生松动而导致切换反光镜无法在转动完毕后切换到对应的角度，或是发生小范围的偏差，这就会导致光路发生偏移，无法将远视图像对应的投射至矫正镜片调节模块处，造成成像的丢失。
21.因而，采用前述技术方案的方式下可以忽略切换反光镜与旋转轴之间发生的松动的情况，反而应用这种特性使得切换反光镜可以准确地停留在预设的位置上而形成对应的夹角，提高切换精度与其使用寿命。
22.优选的，所述切换反光镜设置有两个且与两所述矫正镜片调节模块一一对应，所述切换反光镜沿所述旋转轴的轴向滑移连接于所述旋转轴上，且两所述切换反光镜滑移连接于同一连接件上，所述连接件两端与两侧支撑板抵接，所述矫正镜片调节模块分别设置于两组可相对运动的滑移座上，所述滑移座与所述切换反光镜联动。
23.通过采用上述技术方案，这种设置可以适配瞳距调节过程中采用两块矫正镜片的方案，在降低成本的情况下又可以保证光路不会发生较大的偏差。
24.优选的，所述执行件具有滑移连接于支撑板上的锁定端，所述锁定端的端部呈半球形，所述连接件上设置有供锁定端的端部穿设的圆锥孔。
25.通过采用上述技术方案，在当锁定端多次锁定造成磨损后，半球形端面与圆锥孔的配合也可以使其二者能较为稳定的保持在同一轴线上，从而提高切换反光镜的定位精度。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.占用体积较小；2.包含主观验光、客观验光等多种功能；3.使用寿命较长，精度较高。
附图说明
27.图1是一体式验光光路系统的示意图。
28.图2是一体式验光光路系统的正视图。
29.图3是验光设备中验光机构的结构示意图。
30.图4是限位锁定机构的远离示意图。
31.图5是执行件与连接件锁定时的部分剖视示意图。
32.附图标记说明：1、矫正镜片调节模块；2、图像发生器；3、远视成像模块；4、切换反光镜；5、驱动机构；31、第一透镜；32、第二透镜；33、第三透镜；61、第一反射镜；62、第二反射镜；7、屈光度测量模块；13、镜眼距测量模块；71、第一分光片；72、第二分光片；73、红外光源发生单元；74、测量单元；8、滑移座；51、旋转轴；52、驱动电机；91、底座；92、支撑板；93、安装座；53、开口；41、定位芯；10、连接件；11、限位锁定机构；111、触发件；112、执行件；101、圆锥
孔；12、拨杆；121、腰型孔；131、测量反光镜；132、镜眼距测量相机。
具体实施方式
33.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
34.本技术实施例公开一种一体式验光光路系统。参照图1和图2，一体式验光光路系统包括矫正镜片调节模块1、图像发生器2、远视成像模块3、切换反光镜4以及驱动机构5。其中，图像发生器2用于发生远视图像至远视成像模块3，而整体的光路系统中还具有正对于矫正镜片调节模块1的近视图像。切换反光镜4用于在驱动机构5的驱动下择一选择近视图像或远视图像并投射至矫正镜片调节模块1中。在此处，矫正镜片调节模块1设置有两组并且于水平方向上呈并列设置，从而适配双眼同时进行验光的场合。其中，矫正镜片调节模块1可以是插片式的调节方式，也可以是轮转式的调节方式。
35.图像发生器2采用高分辨率微型显示器，其显示的图像通过远视成像模块3放大后投射并与矫正镜片调节模块1的光路径相交叉。具体的，远视成像模块3包括由图像发生器2起依次排列的第一透镜31、第二透镜32以及第三透镜33，第一透镜31为凹凸透镜，第一透镜31的凸面朝向图像发生器2，第二透镜32为凸透镜，第三透镜33为平凸透镜，第三透镜33的平面朝向第二透镜32。经过第一透镜31、第二透镜32以及第三透镜33的作用后，图像发生器2发生的图像会呈放大状态并投射至切换反光镜4上。在远视成像模块3的作用下，图像发生器2发生的图像会在更小的空间里将图像成像在所限定的远视处，一般来说，图像成像的距离应当在5m的位置上。
36.在本实施例中，图像发生器2与远视成像模块3均位于矫正镜片调节模块1的光路径的同一侧，一般来说，其二者于水平面上的高度均低于矫正镜片调节模块1所处的高度，并且需要注意的是，远视成像模块3投射至切换反光镜4上的光路径与矫正镜片调节模块1的光路径相交叉，而切换反光镜4则位于二者光路径的交界处。作为优选的实施方式，远视成像模块3的光路径与矫正镜片调节模块1的光路径相垂直。
37.进一步的，还可以通过在远视成像模块3与切换反光镜4之间增设第一反射镜61以及第二反射镜62的方式提高空间利用率。其中，第一反射镜61用于接收远视成像模块3发射的图像，并反射至第二反射镜62上，再通过第二反射镜62反射至切换反光镜4上。一般来说，第一反射镜61位于远视成像模块3的正上方，第二反射镜62与第一反射镜61的倾斜方向相同且位于第一反射镜61水平方向上的一侧，并且，第一反射镜61与第二反射镜62的倾斜角度也相同，从而使入射第一反射镜61的入射光与反射出第二反射镜62的反射光之间相互平行，通过增大第一反射镜61与第二反射镜62之间的间距也可以调整图像发生器2发生的远视图像的成像距离。
38.而第一反射镜61与第二反射镜62均设置有两组，两个第二反射镜62位于两第一反射镜61相背离的两侧，且两第一反射镜61的倾斜角度以及两第二反射镜62的倾斜角度均相反，从而使通过两组第一反射镜61与第二反射镜62的远视图像被分别投射至两组矫正镜片调节模块1中。而切换反光镜4可以设置有两块且分别与两个矫正镜片调节模块1对应，也可以将切换反光镜4做成一块长度较长且能覆盖两侧矫正镜片调节模块1的结构，从而使两侧的矫正镜片调节模块1共用同一切换反光镜4。
39.以图示为例，近视图像可以放置在矫正镜片调节模块1的轴向延长轨迹中，同时，
在当切换近视图像投射至矫正镜片调节模块1的过程中，切换反光镜4转动至呈水平的状态且不会干涉近视图像的投影路径，此时，切换反光镜4会按原路径反射远视图像。
40.作为可选的一种实施方式，近视图像也可以设置在高于矫正镜片调节模块1的一侧，优选的，其位于远视成像模块3的正上方，而控制切换反光镜4旋转的转动轴即会位于两条光路径之间，从而使得控制切换反光镜4旋转90
°
即可实现近视图像与远视图像的切换。
41.可以看出，这种结构设计的光路系统与原先的远近的切换方式相比，其集成度更高，可以将远视图像与近视图像均集成在一个较小的空间中，因而在通过壳体封装之后，其均可以分布在同一台设备之中。从而在空间较小的环境中也可以实现验光。
42.进一步的，光路系统还包括有屈光度测量模块7以及镜眼距测量模块13，屈光度测量模块7用于测量被测者的屈光度，镜眼距测量模块13用于测量被测者的镜眼距。其中，屈光度测量模块7包括第一分光片71、第二分光片72、红外光源发生单元73以及测量单元74，第一分光片71位于矫正镜片调节模块1与切换反光镜4之间且用于反射分离出矫正镜片调节模块1与切换反光镜4之间的部分光。第二分光片72与第一分光片71相互平行，且第二分光片72用于接收第一分光片71的反射光。红外光源发生单元73用于发生平行的红外光至第二分光片72，在第二分光片72的作用下，第二分光片72将部分红外光反射至第一分光片71处，并经由第一分光片71反射至矫正镜片调节模块1，并投射至被检者的视网膜上。经过视网膜反射的红外光束会依次通过矫正镜片调节模块1、第一分光片71以及第二分光片72而投射至测量单元74中。
43.其中，测量单元74由分化板以及测量ccd组成，投射至测量单元74处的红外光束先通过分化板，随后被测量ccd检测，测量ccd根据采集的图像进行计算以得出对应的屈光度数据。
44.镜眼距测量模块13包括测量反光镜131以及镜眼距测量相机132，镜眼距测量相机132用于获取经由测量反光镜131反射的镜眼距图像。其中，镜眼距即眼镜和眼睛之间的距离，眼镜片后表面顶点到角膜顶点的距离，通常以12mm作为基准，该距离的变化会导致验配度数随之产生变化。在检测过程中，镜眼距测量相机132的相对位置是静止的，变化的是眼睛的相对位置，因此只需根据镜眼距测量相机132获取的图像中眼睛所在的位置，即可对应换算得到镜眼距。
45.本技术实施例还公开一种验光设备，如图3所示，为基于前述实施方式所提及的光路系统所构建的验光机构，后续可以通过外部壳体的设计（例如用于限制被检者头部的底托装置等）以及封装而制成进行售卖的设备。其中，验光设备的矫正镜片调节模块1设置有两组并分别对应于被检者的双眼。而为了适应瞳距调节的功能，每一矫正镜片调节模块1均固定于一滑移座8中，两滑移座8滑移连接于同一底座91上，且两滑移座8可以沿水平方向靠近或远离，从而适配不同的瞳距。作为可选的一种实施方式，两滑移座8可以通过一两端螺纹方向相反的丝杆控制移动，从而使两滑移座8之间的中心处不会发生偏差。
46.进一步的，屈光度测量模块7集成于滑移座8上，而滑移座8上设置有供第一分光片71安装且前后贯通的空腔。图像发生器2以及远视成像模块3集成于一安装座93上，且安装座93固定于底座91上。远视成像模块3上方的两个第一反射镜61也安装于底座91上，而两个第二反射镜62固定于滑移座8上，从而使得滑移座8在滑移过程中可以带动第二反射镜62同步进行移动。
47.驱动机构5包括旋转轴51以及驱动电机52，切换反光镜4连接于旋转轴51上，旋转轴51的两端转动连接有固定于底座91上的支撑板92，驱动电机52安装于其中一支撑板92的外侧并驱动旋转轴51转动。旋转轴51具有沿轴线方向贯穿的空腔以及位于空腔一侧的开口53，切换反光镜4穿设于开口53中且连接有置于空腔中的定位芯41，开口53的宽度大于切换反光镜4的厚度。具体的，定位芯41呈圆柱状的结构，空腔也对应的呈与柱状孔，从而使切换反光镜4可以相对于旋转轴51发生一定的转动。
48.进一步的，切换反光镜4上设置有与支撑板92抵接的连接件10，当旋转轴51在驱动电机52的作用下进行往复旋转时，通过连接件10的作用会使切换反光镜4相对于旋转轴51的往复转动而在某些时刻下具有一定的滞后性，以切换反光镜4设置有两个为例，两个切换反光镜4的背面连接有同一杆状的连接件10，连接件10的两端分别与两侧的支撑板92抵接。而在当切换反光镜4为一块时，其也可以采用上述连接件10的结构实现，也可以直接采用切换反光镜4与两侧支撑板92抵接的方式实现上述功能，此时，切换反光镜4的两侧即为所述连接件10。
49.参照图3和图4，支撑板92上还设置有驱使切换反光镜4于两个使用状态下固定的限位锁定机构11。以图示中的结构为例，其中一个使用状态为切换反光镜4呈水平时的状态，此时图像发生器2发出的远视图像被切换反光镜4被阻挡，而近视图像可以自由地通过第一分光片71以及矫正镜片调节模块1而被被检者查看。另一个使用状态为切换反光镜4相对水平面呈45
°
角时的状态，此时通过远视成像模块3放大的远视图像会通过切换反光镜4被反射至矫正镜片调节模块1。而其具体角度会根据图像发生器2的发射角度之间具有相对关系，此处不再赘述。
50.进一步的，限位锁定机构11包括设置于支撑板92上且位于旋转轴51轴向投影内的触发件111以及设置于支撑板92上且与触发件111联动的执行件112，切换反光镜4上设置有与支撑板92抵接的连接件10，当触发件111被所述旋转轴51的轴向投影覆盖时，切换反光镜4可相对支撑板92转动，当触发件111落入于开口53的轴向投影中时，执行件112锁定切换反光镜4。
51.以图4所示进行简述，当旋转轴51发生逆时针的转动时切换反光镜4会与顺时针侧的开口53侧壁抵接，并使切换反光镜4与旋转轴51继续发生单向的同步转动。此时，位于开口53逆时针侧的触发件111会先被旋转轴51遮挡，直至当开口53的部分转动至触发件111处并使触发件111暴露至开口53部分处时，执行件112受控执行来将切换反光镜4进行锁定。此时若将旋转轴51进行逆时针转动，由于切换反光镜4的滞后转动，旋转轴51会先进行转动并使旋转轴51遮挡处于暴露状态下的触发件111，此时执行件112解锁切换反光镜4，切换反光镜4即可在旋转轴51逆时针侧的开口53侧壁抵接而发生同步运动，此时与前述的分析可知，当另一触发件111暴露于开口53处时，切换反光镜4会被另一执行件112进行锁定。
52.对于传统的连接方式而言，切换反光镜4与旋转轴51之间大都是通过榫接或是粘接等方式进行连接的，在使用过程中由于切换反光镜4是从动部件，切换反光镜4与旋转轴51之间的连接处会由于材料的磨损或是不可恢复的刚性形变而降低配合精度，从而导致切换反光镜4与旋转轴51之间会发生小范围的窜动。
53.在本技术的结构的设计下，反而应用了这种特性而将开口53做大，使得切换反光镜4自身本就可以与旋转轴51发生相对转动，而在后续的锁定过程中又无需通过限制旋转
轴51转动来限制切换反光镜4的角度，从而使切换反光镜4可以较为准确地限制在预定的角度上。可以看出，本技术的方案可以的降低窜动所带来的配合精度下降，从而减小了松动的情况的发生，提高了使用寿命。一般来说，连接件10与支撑板92之间并不需要较大的摩擦力而对切换反光镜4进行阻碍。
54.同时，如若使用两个切换反光镜4的技术方案，为了保证精度，会采用使切换反光镜4随着滑移座8的滑移而同步发生滑移的方案，如若采用传统的榫接滑移的结构，开口53两侧会与切换反光镜4之间发生较大的磨损而进一步加剧松动的情况。但是基于本技术的结构，会减小了切换反光镜4与开口53侧壁之间的压力，并且同时减小其磨损，提高使用寿命。
55.参照图4和图5，作为具体的实现方式，触发件111可以采用接近开关实现，而执行件112可以是一个滑移连接于支撑板92上的卡子，并通过电磁铁实现其伸缩控制，当执行件112伸出支撑板92端面后会限制切换反光镜4的转动。其中，连接件10的两端上设置有圆锥孔101，执行件112凸出于支撑板92的一端为锁定端，该锁定端会穿设于圆锥孔101中以对切换反光镜4进行锁定。而锁定端的端部呈半球形，且执行件112始终会具有一定的预留伸出量而保持与圆锥孔101的孔底进行抵接，从而使圆锥孔101与锁定端始终能保证轴线上的对中而保证切换反光镜4的切换精度。同时，执行件112与触发件111也可以采用机械式的方式实现，执行件112与触发件111联动且均具有向伸出支撑板92的方向滑移的趋势，通过在触发件111上设置导向面，使得触发件111可以收旋转轴51的驱动而回缩，同步带动执行件112回缩。
56.并且，两侧的限位锁定机构11可以同时均设置为限制切换反光镜4两个状态的结构，也可以设计为两侧的限位锁定机构11分别限制一个使用状态的结构。
57.参照图3，此外，如若将切换反光镜4设置为两个并设计为与旋转轴51相对滑移的结构时，切换反光镜4需设计为与滑移座8同步滑移的结构，此时，会在每一滑移座8上沿纵向转动连接两个拨杆12，两个拨杆12分别抵接于对应的切换反光镜4的两侧，两个拨杆12的另一端具有供连接件10穿设的腰型孔121，腰型孔121沿拨杆12的长度方向设置，且连接件10对应设置为圆柱状的结构。当滑移座8进行滑移的过程中，会带动切换反光镜4同步进行运动。
58.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。