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专利名称远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统的制作方法
技术领域本实用新型属于医疗检测仪器技术领域，尤其是涉及一种非接触的远用眼点和近用眼点 的光学瞳孔距离和瞳孔高度测量的系统。
背景技术随者镜片科学的进步，近年来非球面镜片和渐进多焦镜更多的进入了我们的生活，但是 在使用中我们发现验配非球面镜片和渐进多焦镜片时，测量瞳距和瞳高是难题，更别说是测 量远用眼点和近用眼点的瞳高和瞳距。目前测量瞳距使用瞳距尺或瞳距仪，它们都是接触性 测量，定位点难寻找，需要很高的经验，这使得测量结果不稳定，存在较大的动态误差和静 态误差。测量瞳高是一个繁复过程，它一直困扰着众多的视光师和验配师，如用手电筒加直 尺直接测量法、用记号笔直接在镜片上点瞳高、还有用2/3计算法、有用黄金定位法等等。 这些方法都不能精确，快速，客观的提供配镜用瞳高和瞳距数据，数据中人为主观因素影响 大，测量的不确定度很大；不同的人员使用相同的仪器，测量的结果误差都很大；测量工具 也没有统一校准工具和流程。这一切就给测量带来了严重的误差，使镜片的使用中因为装配 不当的原因产生"三棱镜"效应，使得物像发生位移，使用者在配戴时出现重影，头昏，诱 发斜视，甚至导致眼位偏移，给患者带来很大痛苦。 发明内容
本实用新型的目的解决现有瞳距测量技术存在的不足，并提出了瞳高测量的新方法，提 供一种双眼瞳距和瞳高非接触的测量系统，该系统可以客观、定量、准确、迅速地对近用眼 点和远用眼点的瞳距和瞳高进行测量，进而可以提供正确配镜可靠的数据依据，消除镜片安 装过程的误差，从而真正做到对眼视力的保护。
本实用新型采用的技术方案是本实用新型的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系 统，包括用以让被测试者配戴且未镶嵌镜片的镜框以及中心计算机，所述中心计算机的l 出 端上连接有用以向被测试者显示测试图像的图像显示器，输入端上连接有用以采集被测试者 眼部图像的光学传感器装置，所述光学传感器装置设置于物距调整装置上，所述物距调整装 置的控制电路与中心计算机的控制信号输出端相连接，所述中心计算机上设有通信模块、图 像处理模块以及数据分析模块；
所述通信模块负责向物距调整装置的控制电路传送物距调整指令，所述通信模块还用以 向中心计算机上传物距调整装置的控制电路发送过来的物距值；
所述图像处理模块用以对获取的眼部图像进行灰度处理和二值化处理；所述数据分析模块用以从经过处理后的图像中分别找出左右眼的瞳孔中心并计算瞳距； 所述数据分析模块还用以从经过处理后的图像中分别寻找镜框左右下边缘的水平下沿线，并 分别计算左右眼瞳孔中心与镜框左右水平下沿线的竖直距离，以得到左右眼的瞳高。
本实用新型的有益效果是由于采用了数字图像的采集和计算机程序进行分析处理，所 得到的技术数据更准确，客观；此外，由于采用数字化非接触光学采集分析系统，第一次做 到了消除了人为因素误差，数据具有通用性、唯一性和可重复性。数据还可以保留，作为医 疗证据或会诊的依据。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。附图说明
图1是本实用新型的简易系统结构图。 图2是本实用新型的组织系统结构图。
图3是本实用新型的图像显示器显示近景图像的工作状态示意图。 图4是本实用新型物距调整装置的构造示意图。 图5是本实用新型物距调节的电器控制原理图。 图6是本实用新型物距调节原理图。
图7是本实用新型的光学传感器装置釆集到的图像经灰度处理和二值化处理后的效果图。
图8是本实用新型的测量结果示意图。
图中，l为被测量者，2为图像显示器，3为打印设备，4为测试者，5为数据监视，6为 中心计算机，7为摄像装置(设于物距调整装置上)，8为高亮色光标，9为CCD， IO为镜头 调焦，ll为焦点，12为对象，其中，l/f=l/a+l/b。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明
如图1和图2所示，本实用新型的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，包括用 以让被测试者配戴且未镶嵌镜片的镜框、用以辅助固定被测试者头部的专用工装以及中心计 算机，所述中心计算机的输出端上连接有用以向被测试者显示测试图像的图像显示器，输入 端上连接有用以采集被测试者眼部图像的光学传感器装置，所述光学传感器装置设置于物距 调整装置上，所述物距调整装置的控制电路与中心计算机的控制信号输出端相连接，所述中 心计算机上设有通信模块、图像处理模块以及数据分析模块；
所述通信模块负责向物距调整装置的控制电路传送物距调整指令，所述通信模块还用以 向中心计算机上传物距调整装置的控制电路发送过来的物距值；所述图像处理模块用以对获取的眼部图像进行灰度处理和二值化处理；
所述数据分析模块用以从经过灰度处理和二值化处理后的图像中分别找出左右眼的瞳孔 中心并计算瞳距；所述数据分析模块还用以从经过灰度处理和二值化处理后的图像中分别寻 找镜框左右下边缘的水平下沿线，并分别计算左右眼瞳孔中心与镜框左右水平下沿线的竖直 距离，此左右眼瞳孔中心到镜框左右水平下沿线的距离就分别是左右眼的瞳高。
上述光学传感器装置包括辅助照明系统、光学透镜和光电耦合器CC.D。在本实施例中， 测量数据的精度是+/-0.02毫米，在实际应用中，这主要取决于光电耦合器CCD的精度。
上述图像显示器根据中心计算机发出的指令，在远用眼点测量图像或近用眼点测量图像 之间进行测试图像的变换。所述远用眼点测量图像或近用眼点测量图像分别为远景图像或近 景图像，以模拟人眼观看远方或注视近物时瞳孔变化的情况。远景图像是焦距为无限远的图 片，近景图像是含一段文字的图片。图3中图像显示器显示的即为含有一段文字的近景图像。 不同的景物图像，对瞳孔的刺激也是不同的。瞳孔应对不同的剌激会发生大小和位置的变化， 瞳孔受刺激前后变化位置就是我们需要寻找的近用眼点或远用眼点的位置。
所述远用眼点测量图像或近用眼点测量图像边际都设有高亮色标线，以在左右眼的角膜 表面分别形成反光色标，所述数据分析模块从经过处理后的图像中分别寻找左右眼中的反光 色标，并连线相交，以分别找到左眼和右眼的反光色标的汇聚点，这两个汇聚点即为左右眼 的瞳孔中心。
本实用新型的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统的使用方法，通过中心显示器、 图像显示器、光学传感器装置以及物距调整装置的配合工作进行瞳距和瞳高的测量，该方法 包含如下步骤
(1 )让被测试者配戴好未安装镜片的镜框，并通过专用工装对被测试者的眼部进行定位；
(2) 中心计算机控制图像显示器显示测试图像，而后通过光学传感器装置采集被测试者 眼部图像并传送到中心计算机；
(3) 中心计算机根据接收到的眼部图像的质量，向物距调整装置发出启动物距调整指令， 以带动光学传感器装置移动，直到获得清晰的眼部图像停止；
(4) 中心计算机通过图像处理模块对获取的眼部图像进行灰度处理和二值化处理，灰度 处理用以过滤图像中的噪声点，二值化处理用以提高图像中物体边沿的对比度，突出所测量 图形的特征；
':5)数据分析模块从经过灰度处理和二值化处理的图像中分别找出左右眼的瞳孔中心并 计算瞳距；数据分析模块从经过灰度处理和二值化处理的图像中分别寻找镜框左右下边缘的 水平下沿线，并分别计算左右眼瞳孔中心与镜框左右下沿线的竖直距离，即左右眼的瞳高，从而得到如图8所示的测量结果示意图。在本实施例中，所有的测量数据都经过了多次测量 求平均值处理。
左右眼的瞳孔中心的连线的水平距离是瞳距；左眼的瞌孔中心到左镜框的下边缘的水平 下沿线的距离是左眼瞳高；右眼的瞳孔中心到右镜框的下边缘的水平下沿线的距离是右眼瞳 高；当图象显示器显示远景图象，中心计算机测量得到的数据是远用眼点的瞳距和瞳高；当 图象显示器显示近景图象，中心计算机测量得到的数据是近用眼点的瞳距和瞳高。
(6)图像显示器在测量小周期结束后，根据中心计算机发出的指令，变换测试图像，图 像使注视图像的被测量者的瞳孔位置和大小发生变化，此后光学传感器再次工作，重复上述 步骤(2) _步骤(5)的过程。在多个小周期的图像变换后，测量结束。
如图4所示，上述物距调整装置包括用于放置光学传感器装置的运动平台1204、平台滑 移导轨1203、用以驱动运动平台1204的丝杆1202以及用以带动丝杆1202运转的步进电机 1201，物距调整装置的控制电路包括微型控制器1300、与微型控制器1300相连接的位置传 感器1205和电机驱动模块1201B，所述微型控制器1300通过电机驱动模块1201B对步进电 机1201进行控制，并通过位置传感器1205测得的丝杆角位移计算物距数值。
如图5所示，中心计算机将物距调整指令通过通信模块发送到微型控制器，微型控制器 发出脉冲信号经过电机驱动模块信号放大后，驱动步进电机按指令运行，步进电机通过丝杆 把旋转运动变换成直线运动，驱动运动平台滑移，以对光学传感器装置进行位置调整，位置 传感器检测丝杆的角位移并传输给微型控制器，根据公式运动距离=丝杆角位移*丝杆导程 (此数据是丝杆的本质特性)，微型控制器运算得到精确的物距数值，并通过通信模块传递给 中心计算机。
如图6说明了物距调整装置在调整结束以后，测量出的物距数值在计算中的原理。像素 的个数*像素点距=像实际距离(毫米)。像素点距是单个像素所代表的实际物体距离，单位 毫米。像素点距=物距+焦距+此方向的图像分辩率。
如图7所示，图像经过了灰度值和二值化处理。灰度值处理的方法为在全图像的每个 像素点做巻积，寻找像素值特别小或特别大的微小区间内的点，统一用的新灰度值赋值。此 新灰度值的取值是全图像灰度值的平均值。二值化处理的方法为在经过灰度处理后的全图像 中提取灰度数值，对于相邻点间灰度数值的变化量在设定范围内的像素点进行统一用加深后 的新灰度值赋值处理，而对于灰度数值的变化量在设定范围之外的像素点则不做处理，以提 高图像的区别特性，有利于数值测量和分析。
数据分析模块在经过灰度处理和二值化处理后的图像的中下侧镜框可能出现的位置设置 一矩形搜索区间，这里需要说明的是，由于被测试者佩带的镜框有一定的尺寸规范且被测试 者的头部经过专用工装定位，因此，镜框下沿在采集到的被测试者眼部图像中的相对位置是不会有很大的变化的，只要选择适当矩形搜索区间，就能保证镜框下沿落在矩形搜索区间内。 在所述矩形搜索区间内分别做多条水平的小线段，提取位于小线段上的图像灰度数值数据， 沿小线段对满足图像灰度数据变化范围的像素点进行长度积分计算，就可得到一线段，^:线 段即为镜框的水平下沿线。因镜框分为左右两部分，在本实施例中，正是采用上诉方法同时 计算和测量出左和右镜框的水平下沿线，如图8所示。
现对灰度值和二值化处理方法举例如下在采集到的图像处理后，提取图像的灰度数值， 并建立横纵坐标，如表1所示。表1-1中的数据是选取一局部图像的灰度值。表1-2是灰度 值处理后的结果，把噪声点al和c5滤处。表1-3是二值化处理后的结果，图示中把相对应 的三个点a3、 b3、 c3 (像素值满足比较范围)做积分计算，这就可以得到线段a3^c3。
表1-1&table&table see original document page 8&/column&&/row&&table&
表1-2&table&table see original document page 8&/column&&/row&&table&
表1-3&table&table see original document page 8&/column&&/row&&table&以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能 作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于包括用以让被测试者配戴且未镶嵌镜片的镜框以及中心计算机，所述中心计算机的输出端上连接有用以向被测试者显示测试图像的图像显示器，输入端上连接有用以采集被测试者眼部图像的光学传感器装置，所述光学传感器装置设置于物距调整装置上，所述物距调整装置的控制电路与中心计算机的控制信号输出端相连接，所述中心计算机上设有通信模块、图像处理模块以及数据分析模块；所述通信模块负责向物距调整装置的控制电路传送物距调整指令，所述通信模块还用以向中心计算机上传物距调整装置的控制电路发送过来的物距值；所述图像处理模块用以对获取的眼部图像进行灰度处理和二值化处理；所述数据分析模块用以从经过处理后的图像中分别找出左右眼的瞳孔中心并计算瞳距；所述数据分析模块还用以从经过处理后的图像中分别寻找镜框左右下边缘的水平下沿线，并分别计算左右眼瞳孔中心与镜框左右水平下沿线的竖直距离，以得到左右眼的瞳高。
2、 根据权利要求1所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳髙测量系统，其特征在于还 包括用以辅助固定被测试者头部的专用工装，以使被测试者在测量过程保持相对稳定。
3、 根据权利要求1所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于所 述物距调整装置包括用于放置光学传感器装置的运动平台、平台滑移导轨、用以驱动运动平 台的丝杆以及用以带动丝杆运转的步进电机，物距调整装置的控制电路包括微型控制器、与 微型控制器相连接的位置传感器和电机驱动模块，所述微型控制器通过电机驱动模块对步进 电机进行控制，并通过位置传感器测得的丝杆角位移计算物距数值。
4、 根据权利要求1所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于所 述光学传感器装置包括辅助照明系统、光学透镜和光电耦合器CCD。
5、 根据权利要求1所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于所 述中心计算机上还设有智能专家模块，以根据测试者输入被测试者的验光数据，从中心计算 机数据库中优选配镜方案。
6、 根据权利要求1所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于所 述图像显示器根据中心计算机发出的指令，变换远用眼点测量图像或近用眼点测量图像。
7、 根据权利要求6所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于-图 像显示器显示的远用眼点测量图像或近用眼点测量图像分别为远景图像或近景图像，以模拟 人眼观看远方或注视近物时受到的不同的刺激情况，所述远景图像是焦距为无限远的图片， 近景图象是含一段文字的图片。
8、 根据权利要求6所述的远用眼点和近用眼点的瞳距及瞳高测量系统，其特征在于所述远用眼点测量图像或近用眼点测量图像边际都设有高亮色标线，以在左右眼的角膜表面分 别形成反光色标，所述数据分析模块从经过处理后的图像中分别寻找左右眼中的反光色标， 并连线相交，以分别找到左眼和右眼的反光色标的汇聚点，这两个汇聚点即为左右眼的瞳孔 中心。
专利摘要本实用新型涉及一种非接触的远用眼点和近用眼点的光学瞳孔距离和瞳孔高度测量的系统，包括中心计算机，中心计算机的输出端上连接有用以向被测试者显示测试图像的图像显示器，输入端上连接有用以采集被测试者眼部图像的光学传感器装置，光学传感器装置设置于物距调整装置上，物距调整装置的控制电路与中心计算机的控制信号输出端相连接，中心计算机上设有通信模块、图像处理模块以及数据分析模块。本实用新型的系统可以客观、定量、准确、迅速地对近用和远用眼点的瞳距和瞳高进行测量，进而可以提供正确配镜可靠的数据依据，消除镜片安装过程的误差，从而真正做到对眼视力的保护。
文档编号A61B3/11GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者朱家亮 申请人:朱家亮正常眼睛的远点在______，近点大约在______处；明视距离大约是_______百度知道一近视眼患者的远点为2米，他看远处的物体时应配戴多少度的何种眼镜？
李辉大帝121
戴50度,低度近视镜可以不戴.近视能改善和恢复,近视眼的人绝大多数是非病理性的，或者说绝大多数的近视不是病，而是一种用眼方式不良引起的视远功能衰退，视近功能代偿变化，其根本原因就是看近过多，所以，近视的防治不应用医疗的方法，比如说医院采用的散瞳和针灸激光手术改变角膜等(都有一定的毒副作用)。以散瞳和针灸为例，此二法对假性近视的解除有效，但是又是不彻底的，尤其不能成年累月的做。人是不能每周过多的读写后就去做散瞳和针灸的，那样会使是神经系统发生紊乱，长期做视力会反反复复，还可能加速真性近视的发展，这样的例子已有很多。防治近视应根据其产生的原因来进行，即减少看近，多练习看远，防治近视最好的方法就是把眼睛做自然锻炼。身体锻炼能使现代人虚弱的身体健康起来，眼的锻炼更能使近视眼得到防治，这种自然训练的方法已在国内外出现. 谷歌搜索---近视训练
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手机码字，简单说下我的想法。首先先用我的经历证明一个事，就是不戴眼睛眼睛不一定慢慢就好了。经常往远处看眼睛不一定也就慢慢变好了。近视有七年了，从戴上眼镜那时候起，也就上课时候戴。四年前就看过一本书，叫做你戴错眼镜了。知道雾视疗法，还有望远法。四年之后大学毕业了，还是近视。现在400度。现在我想开始立马行动。请教一个问题，就是你们望远的时候，是怎么个调整眼睛从模糊到清楚的变化？我现在把手机拿到刚好模糊处，必须眉毛往中间用力才能看清楚。。。这个怎么使力很关键，要不然光望远，眼睛不见得好。
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近貌似学会了凝视中获得那种清晰的感觉~就是拉远距离盯着那电脑看，正常的去看那些看不清楚的字体~我发现我也没有刻意的利用眨眼进行闪现，只是正常的去看那些字体也会慢慢的变清晰起来，只是感觉眼睛在最痛的时候才看得更清楚。请问我掌握你的方法了吗？这几天就是这...小当家的 1-5 17:07
小当家说 放到远点， 就正常的看，就能从模糊变成清晰。是么？就凝视就行了？还需要眼睛怎么用力么
就是那样的 模糊的程度不高就行了 400度其实比较高 建议200多度望远 这样有一个缓冲带 所谓缓冲带就是 完全清晰到 模糊到完全辨认不了之间的距离 近视越高这距离越小 可以想象 500度 大概20厘米外就完全不能辨认字了吧 而200度可以30厘米外还能辨认字 这就是差别 而200多度的模糊的程度也没500度高 距离可以更好的微调 而500度你能调整的估计就几厘米 就是说你15厘米内可以完全看清 20厘米外就完全辨认不了了 你能调整就只有15到20厘米之间而且模糊程度很很高 200度你可以30到50厘米都可以 调整距离有20厘米 在这20厘米的范围内你可以找到最合适的模糊 具体什么才合适 就看你自己感觉了 最后还要提醒一下：模糊看确实可以减度数 但飞文也是不容忽视的风险 一旦得上只有加重的趋势 至少我已经4个月了 用了各种减轻的方法仍然在加重中 哎。。
找到模糊地带好找，你说的我也都理解。就是怎么个凝视法啊？有的人是不断眨眼，有的人是正常的看，有的人是眯眼。其实我想问的是如何做到分辨。看跟分辨又不一样。
比如40厘米看电脑清楚，拉到41厘米就模糊了。虽然还能分辨字体，但光一直这样看（出来）近视不会好的。我觉得还是要有个从模糊到清晰的过程，这是怎麼做到的啊？眼睛有什麼变化？
知道了 谢谢
。如果感觉比较模糊，必须要用力才能看清楚，就再离近一些。控制在不用费力也能看懂，但又不是特别清楚，这样的距离就最好了
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