CN101254089A - 视标显示装置 - Google Patents

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CN101254089A CNA2008100811241A CN200810081124A CN101254089A CN 101254089 A CN101254089 A CN 101254089A CN A2008100811241 A CNA2008100811241 A CN A2008100811241A CN 200810081124 A CN200810081124 A CN 200810081124A CN 101254089 A CN101254089 A CN 101254089A
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Abstract

本发明涉及一种用于在视力检查中显示视标的视标显示装置(1)，包括：由背光(3b)照亮的显示屏(3)，包括用于改变背光强度的光线强度变化单元(20)，其特征在于，背景亮度选择单元(20)，用于从多个预设的级别(L1到L5)中选择视标的背景亮度，其中每个级别的背景亮度对应由所述光线强度变化单元所决定的可变范围内的标准光线强度变化数据；以及修正单元(20)，用于修正在背景亮度选择单元中的标准光线强度改变数据，所述修正单元包括：输入单元(7)，用于输入由亮度计测量的背景亮度，在基于预设的光线强度变化数据操作所述光线强度变化单元时，被测得的亮度作为背景亮度被获取；以及计算单元(20)，用于通过比较由所述输入单元输入的背景亮度和预设的光线强度变化数据，决定修正光线强度变化数据。

Description

视标显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过显示视标或者图表检查被测者眼睛(患者眼睛)的视力等的视标显示装置。
背景技术
作为一种通过显示视标或者图表用于视力检查的视标显示仪器，现在已知多种类型的装置：例如，一种显示类型的装置，其配置用于在液晶屏幕等(例如参考JP2006-42978A)上显示检查用视标或者图表；以及一种配置用于显示打印在纸张等上的视标或者图表，并且通过用荧光灯来照亮这些图表的装置，以及一种配置用于将视标或者图表投影到一个屏幕上的装置。在显示类型的装置中，黑色的视标或者图表显现在一个由背光照亮的白色屏幕背景上。
根据装置的不同，视标的背景亮度(照明度)有较大差别，这种差别可能影响视力的检查结果。与低背景亮度相比，高背景亮度会产生较好的视力检查结果。相应的，装置制造商预先将背景亮度调整和设置在一个相对较窄的范围内，以确保所显示的亮度基本一致。但是，全世界的制造商提供了多种的、具有不同的检查视标背景亮度的视标显示装置。在当前的情况下，视力检查装置的可允许的亮度范围(此后称为“标准范围”)相当宽(当前情况是80到320cd/m2，堪德拉/平方米)。在眼镜店或者眼科诊所，如果在一台现有的视标显示装置的基础上新增一台由不同的制造商制造的视标显示装置，则新装置可能具有与现有装置不同的背景亮度。在这种情况下，这些装置不能相互兼容。
为了避免这种缺点，可以设想出：显示类型的视标显示装置具备一个新增的功能，该功能与计算机显示器相似，通过调整显示屏的背光强度(级别)而改变视标的背景亮度。这种亮度的改变，通过改变施加在背光上的电压而实现。
但是，事实发现，即使加上相同的施加电压的调整值，显示屏的背光亮度仍然根据装置的不同而有很大差别。相应的，如果在各个装置上设置的用于改变背光强度的调节值是一致的，某些装置的背光亮度可能会落在视力检查可允许的标准范围之外，结果使视力检查的可靠性降低。在这种情况下，在同一地点(同一商店或诊所中)当很多视标显示装置被新近采用时，很难将这些装置的背光亮度调整到相同的亮度水平而达到兼容。
发明内容
本发明的目的是提供一种视标显示装置，通过改变视标的背景亮度而不会使其落在检查可允许的标准范围之外，以确保一个准确的视力检查，并且即使在很多装置被调整到几乎具有相同的亮度的情况下，也能简单地进行亮度调整。
关于本发明的其他目的和优点，部分将在后续的描述中提及，部份可从描述中显而易见，或者从对本发明的应用中习得。本发明的目的和优点可以通过在附加权利要求中特别指明的器械和组合来实现。
为了达成本发明的目的，此处提供一种用于在视力检查中显示视标的视标显示装置，包括：由背光照亮的显示屏，包括用于改变背光强度的光线强度变化单元，其特征在于，背景亮度选择单元，用于从多个预设的级别中选择视标的背景亮度，其中每个级别的背景亮度对应由所述光线强度变化单元所决定的可变范围内的标准光线强度变化数据；以及修正单元，用于修正在背景亮度选择单元中的标准光线强度改变数据，所述修正单元包括：输入单元，用于输入由亮度计测量的背景亮度，在基于预设的光线强度变化数据操作所述光线强度变化单元时，被测得的亮度作为背景亮度被获取；以及计算单元，用于通过比较由所述输入单元输入的背景亮度和预设的光线强度变化数据，决定修正光线强度变化数据。
关于本发明的进一步发展将在关联的权利要求中说明。
附图说明
附图作为本说明书的一部分，描述了本发明的一个实施例，并且与描述内容共同解释本发明的目的，优点和原理。
在附图中，
图1是根据一个实施例的视标显示装置的外部视图；
图2是显示视标显示装置的控制系统的框图；
图3是显示调整值与亮度之间关系的曲线图；
图4是解释亮度变化的图表；
图5是一个调整值设置屏幕的视图；
图6是显示另一种配置情况下的调整值与亮度之间关系的曲线图；
图7是解释对减小的背光强度修正的曲线图。
具体实施方式
本发明的一个较佳实施例将参考附图被详细描述。图1是根据本实施例的视标显示装置的外部视图。
在视标显示装置1的外壳2的正面，有一个用于显示视标或者图表的彩色液晶显示屏(LCD)3。为了在远视力检查中即使装置被放置的距离例如是5米的情况下，显示一个预先设定尺寸的检查视标10，在本实施例中使用的显示屏3是对角线为19英寸的屏幕。
在外壳2正面的下方，设置有一个接收部5，用于接收来自遥控器4的红外光通讯信号。在外壳2的右侧面上，设置有一个开关部7，包括多个用于在使用中对装置进行各种设置的开关7a到开关7e。通过操作遥控器4，显示屏3上的视标10可以被改变。在只检查单一字母例如视标10的视力检查视标中，视标10显示在显示屏3的几乎中心的位置。
图2是显示视标显示装置1的控制系统的框图。一个控制单元20分别与显示屏3，接收部5以及一个存储各种视标图案亮度调整值(详细内容随后描述)等的存储器21相连接。显示屏3包括一个液晶板3a和一个用于从后面照亮液晶板3a的背光3b，。控制单元20控制背光3b，以改变在液晶板3a上显示的视标10的背景亮度。控制单元20包括一个用于控制电压以控制背光3b的电路。另外，控制单元20内部还包括一个解码电路，用于对来自遥控器4等的命令信号进行解码。
遥控器4被设置有多个用于操作装置主体的按钮，以及一个用于显示与按钮相关的操作情况的液晶显示屏41。当对应于一个视力的视力检查视标选择开关42被按下时，对应该视力的视标被显示在显示屏3上。同时，同样的视标以及视力被显示在显示屏41上。检查视标选择开关43用于显示各种视标或者图表，在红绿视力检查、交叉圆柱检查和双眼视力检查等检查中测试视觉功能。按下方向变化按钮44，当前显示的视标的方向被改变成另一个方向。按下视力变化按钮45，当前显示视标的视力将被增大或者减小。传送部件4用于传送来自遥控器4的命令信号。
同时，在显示屏3上显示的视标10的背景亮度必须落在视力检查允许的范围内(此后称之为“标准范围”)。举例来说，该标准范围可以是80cd/m2到320cd/m2。但这是一个较大的允许范围。即使在该标准范围内，如果各装置的亮度差别较大，仍然可能产生不同的视力检查结果。为了避免这一缺点，在制造的过程中，根据本实施例的装置被预先调整为在比标准范围狭窄的范围内的固定的亮度(例如，对应某个亮度的±20cd/m2的范围)。
另外，在一家实际眼镜店中，如果在一台现有的视标显示装置的基础上新增一台视标显示装置，则新装置的背景亮度可能不同于现有装置的背景亮度。如果新装置的背景亮度被固定，则新装置可能无法确保与现有装置的兼容。因此，本实施例的装置提供了一个亮度变化功能，通过改变一个调整值(标准光强度变化数据)，改变显示屏3的背光3b的强度，从而改变2个或者更多级别的视标或者图表的背景亮度。在本实施例中的亮度变化有5个级别，但是级别数也可以多于5个。
通过施加经由控制单元20的D/A转换器等的电压输出，背光3b的强度被改变。特别的，当施加在背光3b的电压在一定范围内例如0伏到5伏变化时，亮度在0伏时达到最高，在5伏时最低。亮度调整值由数字0到255来表示，其对应被分为256个等级的0伏到5伏的施加电压，使得0伏对应调整值“0”，5伏对应调整值“255”。相应的，控制单元20根据调整值0到255，控制背光3b的强度变化。
这里，多台视标显示装置被制造出，且通过改变每台装置中从0到255范围内的调整值，使用亮度计分别测量亮度，结果如图3所示。作为亮度测量条件，白色背景上在视标10周围的五个点(在视标10的中心，上方，下方，右边和左边)的亮度，在距离1米的位置分别被测量，并求出平均值。
通过比较亮度和装置背光3b的调整值的关系，即使调整值相同，各个装置的亮度仍有不同。作为整体来看，关系并不是部分成比例的。但是，在80到250cd/m2的范围内，每台装置的亮度变化与背光调整值几乎成一定比例。每台装置的最高亮度和最低亮度也不同，但是对应于调整值的亮度变化的倾度都很相似。对应调整值“10”的变化率平均值约为10cd/m2。最低亮度在66到80cd/m2的范围内各有不同，并且其中大部分值都低于作为标准范围下限的80cd/m2。另外，最高亮度在244到281cd/m2的范围内各有不同。所有装置中使用的显示屏3都不提供超过作为标准范围上限的320cd/m2的亮度。但是，通过最近对高亮度LCD的改进，足可以制造出具有高于320cd/m2亮度的显示屏。当采用相同的0到255范围内的调整值，使每台装置的亮度被一种简易的方法改变时，某些装置的亮度可能超出标准范围(80到320cd/m2)。
因此，预先设置的对应变化级别的调整值被存储在存储器21中，以使亮度落在对应每个变化级别的预先决定的可允许的范围内，并且即使在亮度改变时也不落在视力检查可允许的标准范围之外。被存储在存储器21中的调整值(修正光线强度变化数据)对于每台装置都是特定的。下述内容将解释调整值的设置方式。
假定图4中的装置A到E具有对应0到255的如下亮度范围：
A：80到280cd/m2 B：75到275cd/m2
C：70到270cd/m2
D：65到265cd/m2
E：60到260cd/m2
5个变化级别被定义为级别1到级别5，每个级别都在标准范围内。级别1是一个最低级别，靠近标准范围下限的80cd/m2但不小于该下限。例如，级别1被设置为100±20cd/m2。级别5是一个最高级别，该级别上的亮度被设置为200cd/m2或更高，并且在视力检查视标可允许的标准范围之内。在本实施例中，基于图3所显示的实验结果，考虑显示屏3的背光3b的性能，级别5被设置为260±20cd/m2。在最低级别-级别1和最高级别-级别5之间，有预先设置范围(本实施例中为±20cd/m2)的中间级别，每个中间级别的亮度几乎相同。例如，级别2被设置为140±20cd/m2，级别3被设置为180±20cd/m2，级别4被设置为220±20cd/m2。
在上述的各个装置中，显示屏的最高亮度已经确定为320cd/m2或者更低；具体而言，在244到281cd/m2的范围之内。相应的，在本实施例中，级别5被设置为最高级别。如果显示屏3的亮度更高，后续的级别例如级别6，级别7……可以同样的方式添加。在这种情况下，对应新增级别的亮度不应超过标准范围的上限320cd/m2。本实施例中，在每个级别上的可允许范围(±20cd/m2)被设置为一个将视标的背景为不变的范围。为使变化级别更精细，作为另一种选择办法，每个级别上的可允许范围可以被设置得更狭窄(例如±10cd/m2)。
为每个级别设置亮度调整值的方法如下所述。当检查视标10被显示的状态下，在开关7d被持续按下时再按下开关7e，一个亮度调整模式即被确立。如图5所示，在显示屏3的右下方将显示出一个调整值设置区域60。在设置区域60中的调整框61a到61e用于输入对应级别1到级别5的调整值。起初被存储在存储器21中的初始调整值“10”，“60”，“110”，“160”，“210”被调出，并由控制单元20显示。每个初始值都是一个调整值的平均值，以基于图3所示的许多样本的亮度测量结果，提供每个级别的目标亮度。
下述内容说明了一个示例，介绍如何调整图4所示的装置A，为每个级别设置一个亮度调整值。当设置级别4时，举例来说，一个由开关7c移动的阴影显示的光标62被移动到调整值框61b上。当光标62被移动到该位置时，控制单元20从存储器21中调出级别4的初始值“60”，并且将对应于调整值“60”的电压施加到显示屏3的背光3b，从而改变背光3b的强度。调整装置的操作者用亮度计测量亮度。如果测量到的亮度不接近级别4的目标亮度220cd/m2，操作者则使用开关7a或者7b增加或减少调整值。随着框61b中的亮度值的变化，背光3b的强度也相应改变。当装置A具有高于平均值亮度的情况下，调整值被开关7a增大，从而降低亮度。实验中发现，很多装置的平均值显示，随着上述的调整值为10的梯级，变化率大约为10cd/m2。这可以作为改变调整值的参考。在重复改变背光3b的强度和用亮度计测量亮度之后，对应级别4的目标亮度的调整值被设置。对于装置A，调整值被设置为75，因此在级别4的亮度可以被调整为220cd/m2。
如上所述，在每台装置中，调整值与亮度相对应。相应的，下述内容将主要提及调整值的增加和减少，也会以亮度值的增加和减少作替换的表达。这种替换也可以应用在上述内容中。
在级别4的调整值设置完毕后，光标62移动到对应级别3的调整值框61c。根据与上述情况类似的方法，调整值被改变，从而改变背光3b的强度。显示屏3的亮度随后被亮度计测量。调整值被设置获得对应级别3的目标亮度(180cd/m2)。同样的方式也适用于设置对应调整值框61d，61e和61a的级别2，级别1和级别5，以获得各自的目标亮度。例如，在装置A中，对应级别1，2，3，4和5的调整值被分别设置为“225”，“175”，“125”，“75”和“25”。之后，当同时按下开关7d和7e时，亮度调整模式被取消，且显示屏3的屏幕回复到检查视标显示状态。同时，存储在存储器21中的初始值被更新为当前设置的调整值。值得注意的是，在制作过程中标准亮度被设置为级别4。
另外，一个输入设备或者单元可以被提供用于直接输入由亮度计测量的亮度值。在这种情况下，其可以配置用于比较由输入设备或者单元输入的背景亮度和目标亮度，并且自动计算一个修正调整值。
在其他装置B，C，D和E中，对应每个级别的亮度调整值被设置为一个对应每个装置的特定值。举例来说，在装置E中，对应级别1，2，3，4和5的调整值被分别设置为“200”，“150”，“100”，“50”和“10”。在图4中，在表示每台装置A到E的调整范围的每个条线形上括号内的数字是对应各个级别的调整值的示例。
根据上述的方式，在级别1到级别5的亮度可以被设置，而不落在标准范围之外。但是，用亮度计测量每个级别的实际亮度，然后调整每个级别的亮度以使亮度落在预先设置的可允许范围内，这样操作费时且较为麻烦。下述内容是一个通过执行一个预先存储在存储器21中的自动亮度调整程序，简化调整工作的示例。
下面是解释执行自动亮度调整程序的一个示例。根据上述例子，同时按下开关7d和7e，亮度调整模式被确立，且控制单元20执行自动调整程序。如图5所示，在显示屏3的右下方显示出调整值设置区域60。在设置区域60的调整框61a到61e中出现初始值。此处，程序被配置为：当设置一个值“X”作为级别3的调整值，并且由下列的计算方法自动设置其他级别1，2，4，和5的调整值：
级别1：X+100(上限：调整值“255”)
级别2：X+50
级别3：X
级别4：X-50
级别5：X-100(下限：调整值“0”)
在上面的各个级别中，考虑到亮度几乎与如图3所示背光3b的调整值几乎成一定比例，并且随着调整值为10的每个梯级，变化率约为10cd/m2，设置在X上增加或者减去的数字。
换句话说，当级别3的调整值X被设置为约180cd/m2，即可允许范围的中心值时，其他级别1，2，4和5的调整值被上述的计算方法设置，使各自的值落在可允许范围内。
下面是一个具体的解释。当光标62被移动到级别3时，背光3b的强度基于级别3的初始调整值“110”而被改变。此时亮度由一个亮度计所测量。调整值通过开关7a或者7b被改变，以获得180cd/m2的亮度，该亮度是可允许范围的中心值。在图4中的装置B中，举例来说，当级别3的调整值被设置为“118”时，即提供一个约180cd/m2的亮度，则级别1，2，4，和5的调整值将分别被自动设置为“218”(118+100)，“168”(118+50)，“68”(118-50)和“18”(118-100)。之后，同时按下开关7d和7e，调整模式被取消，并且存储在存储器21中的调整值被更新为改变的调整值。当级别1到5中的任一级别的调整值被确定后，对应其他级别的调整值被自动设置，以在每个可允许范围内提供亮度。因此可以实现一个简化的调整工作。
上述设置可以减小各个装置的亮度差别，因此确保了准确的检查。在眼镜店或者眼科诊所，如果现有正在使用中的视标显示装置(例如，一台投影式视标显示装置)的亮度和本实施例中的新增使用的装置的亮度有所不同，则新增装置的亮度可以被改变为与原先使用的装置有兼容性的检查结果。为了改变亮度，开关7b或7a被按下。特别的，亮度可以通过每次按下开关7b而逐步改变级别1的亮度，或者通过每次按下开关7a而逐步改变级别5的亮度。一旦从开关7a或者7b接收到亮度变化信号(代表级别1到5中的任一级别的选择信号)，控制单元20则调出对应被选择级别的调整值，并且基于调整值而控制被施加在背光3b上的电压，以改变显示屏3的亮度。级别1到级别5中的任一级别的亮度变化可以通过视觉上比较现有装置的亮度而决定。即使当亮度被改变为最低亮度-级别1时，亮度也不落在标准范围的下限80cd/m2之下。即使当亮度改变为最高亮度-级别5时，亮度也不超过标准范围的上限320cd/m2。因此亮度不会落在标准范围之外，从而确保准确的检查。
在本实施例中，亮度的变化率与亮度调整模式下调整值的变化几乎成比例。在某些视标显示装置中，由于显示屏3的背光3b的特性，这种几乎成正比的关系并不总是存在。举例来说，如图6所示，亮度可能与调整值成一个抛物线的关系。在这种情况下，例如，对应级别1到5的初始调整值L1，L2，L3，L4，和L5的亮度可以分别被假定为I1，I2，I3，I4和I5。另外，考虑到各个亮度I1到I5的变化率随着对应各个级别1到5的初始调整值L1到L5的改变而改变，也可以采用自动设置以加大调整值的变化率。
另外，在亮度调整模式下的自动设置可以根据背光3b的特性而被适当的设计。
即使本实施例中的数个装置被新增使用，并且分别被调整改变以具有与现有装置兼容的亮度，新装置的亮度可以通过设置级别1到级别5中的任一级别而被轻易调整为几乎相同的值。在眼镜连锁店，当所有商店的装置亮度都被调整为相同的亮度时，在所有店铺内的亮度可以被轻易的改变为几乎相同的亮度，因此装置具有兼容性，以确保准确的检查。
在上述的解释中，可改变的范围由视力检查视标可允许的标准范围(80到320cd/m2)定义。但是，某些眼镜店可能特别需要比标准范围更低或更高的亮度。为了满足这种需要，在对应标准范围的可改变级别的基础上，可以增加新的可改变的级别。在这种情况下，最好的是，例如提供一个警告设备，使显示屏3显示一条信息以提示亮度被改变为一个超出标准范围的级别。
下述内容将参考图7，解释背光3b由于老化而降低的亮度的修正。显示屏3被控制单元20控制，用于显示检查视标10和作为其他非检查用途的图形，例如数码照片。在眼镜店中非检查的任何时段内，显示屏3可以用于店铺广告。在这种情况下，背光3b在非检查的情况下也被打开并持续较长时间的照明。相应的，显示屏3的背光3b的光线强度会随着照明时间(操作时间)的加长而降低。
图7解释了光线强度的减小率与背光3b的照明时间“t”的关系。对应照明时间的光线强度减小率可以从显示屏3的制造商处获得，也可以实验测得。减小率ΔK1是一个对应10cd/m2亮度减小的减小率。该时刻的照明时间被假定为t1。在控制单元20中预先存储了一个代数式，其表述减小率ΔK1与照明时间t1的关系。控制单元20控制一个计时器23，以测量背光3b的照明时间，当测得的时间达到t1时，存储在存储器21中的对应各个级别的调整值会基于减小率ΔK1而被修正。当显示屏3使用较长时间时，背光3b的亮度降低会被补偿。这使显示屏3的亮度保持在一个固定的范围内，以确保准确的检查。
背光3b由于老化而降低的光线强度修正可以如上所述自动执行或者手动执行。下面解释手动修正。当显示屏3的亮度因为长期使用而降低时，同时按下开始7c和7d，第二亮度调整模式则被确立，并在显示屏3上显示一个类似图5的调整屏幕。在第二亮度调整模式中，当对应任一级别(由光标62选定)的调整值被开关7a或者7b改变为理想值时，控制单元20会根据相同的变化率同步改变其他各个级别的调整值。举例来说，当级别4的调整值从“60”减为“50”时，其他级别的调整值也会根据变化率“-10”而被同步的改变。之后，按下开关7a或者7b，第二亮度调整模式被终止。存储在存储器21中的对应各个级别的调整值也被更新为改变后的调整值。因此，由于老化而降低的光线强度可以被轻易的修正。
上述内容描述了本发明的用于解说的一个较佳实施例。可以理解的是，在不偏离附加权利要求范围的条件下，可以做出各种改变和修正。

Claims (7)

1.一种用于在视力检查中显示视标的视标显示装置(1)，包括：
由背光(3b)照亮的显示屏(3)，包括用于改变背光强度的光线强度变化单元(20)，其特征在于，
背景亮度选择单元(20)，用于从多个预设的级别(L1到L5)中选择视标的背景亮度，其中每个级别的背景亮度对应由所述光线强度变化单元所决定的可变范围内的标准光线强度变化数据；以及
修正单元(20)，用于修正在背景亮度选择单元中的标准光线强度改变数据，所述修正单元包括：
输入单元(7)，用于输入由亮度计测量的背景亮度，在基于预设的光线强度变化数据操作所述光线强度变化单元时，被测得的亮度作为背景亮度被获取；以及
计算单元(20)，用于通过比较由所述输入单元输入的背景亮度和预设的光线强度变化数据，决定修正光线强度变化数据。
2.如权利要求1所述的视标显示装置，其特征在于，
所述背景亮度选择单元中的多个级别包括：最低级别，所述级别靠近并且大于视力检查视标可允许的标准范围的下限，最高级别，所述级别具有200cd/m2或者更高的值，并且小于标准范围的上限，以及处于最低级别和最高级别之间的一个或者多个中间级别。
3.如权利要求1所述的视标显示装置，其特征在于，
所述修正单元的计算单元基于输入的背景亮度以及背光的光线强度变化特性，决定每个级别上的修正光线强度变化数据。
4.如权利要求3所述的视标显示装置，其特征在于，
所述计算单元通过考虑背光上施加电压的改变与背光的光线强度成正比的关系，计算背光的光线强度改变特性。
5.如权利要求1所述的视标显示装置，其特征在于，
所述光线强度变化单元包括用于改变施加在背光上的电压的电路。
6.如权利要求1所述的视标显示装置，其特征在于，
在从0到显示屏背光最大值的梯形可变范围内，在所述背景亮度选择单元中的多个级别被决定为对应预设级别上的标准光线强度变化数据。
7.如权利要求1所述的视标显示装置，其特征在于，
由于老化产生的背光的光线强度的变化被存储，以及
所述计算单元基于老化而改变修正光线强度变化数据。
CN2008100811241A 2007-02-26 2008-02-25 视标显示装置 Active CN101254089B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

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