CN101352387B - 弱视治疗仪的光源转动机构 - Google Patents

Abstract

本发明一种弱视治疗仪的光源转动机构，其特征在于：它由光源透镜组件、光源锥面、行程开关组件、平移台组件、电机组件和发光二极管组件组成；光源锥面用开槽锥端紧定螺钉固定在光源透镜组件上；行程开关组件通过螺钉固定在电机组件上。根据儿童弱视功能训练项目的需要，该光源可以按照一定的角度旋转，以便用要求颜色的光源照明系统光路，达到训练目的。本发明采用单片机控制步进电机驱动光源电路板按照精确的角度旋转，具有很高的可靠性。

Description

弱视治疗仪的光源转动机构

(一)技术领域

本发明涉及一种治疗儿童弱视斜视等眼科疾病的医疗器械技术装置，具体地说，是涉及发光元件的医疗器械技术装置，提供一种全新的可选的五种颜色的LED光源，以便患者在同一台治疗弱视的仪器上进行多种项目的训练，尽快达到康复的目的。

(二)技术背景

弱视是儿童发育过程中的常见病，一般认为，弱视是由于视网膜黄斑发育不健全或机能性抑制引起的。弱视是一种发育紊乱性眼部疾病，弱视常由斜视、屈光参差或高度屈光不正所致。弱视和斜视的危害性不仅在于视力低下，看物体模糊不清，还在于缺少完善的立体视，而立体视觉是适应科技高速发展的社会所必备的最高级视觉功能。

弱视本质上可看成是一种视力“萎缩”或视细胞“睡觉”，弱视仪的作用在于用色标唤醒“睡觉”的视细胞而间接增视或用图标锻炼“萎缩”的视力而直接增视。由此可见，弱视仪增视原理可归纳为两大类：1、图标功能锻炼“萎缩”的视力；2、色光功能“唤醒”视细胞。

多年来，从心理学、神经生理学和电生理学上，利用实验动物模型研究发现视觉发育过程在特定的阶段具有可塑性，因而弱视和斜视治疗以及立体视的建立与年龄密切相关。年龄越大，治疗愈困难。弱视治疗效果与年龄有密切关系，年龄越小，疗效越好。因此，早期诊断(8岁以前)治疗和长期坚持家庭治疗便成为影响弱视疗效的关键因素。

目前普遍应用的弱视治疗方法很多，如传统遮盖法、非传统遮盖法、后像疗法、红光闪烁、光学及药物抑制法和视觉生理刺激疗法等。在广泛用于弱视治疗的各种方法中，光刷疗法需要蓝色光源，后像疗法需要白色光源，红光闪烁需要红色光源，视刺激疗法的光源颜色可不受限制。根据视网膜色素反应原理，采用三原色(红绿蓝)进行视刺激有利于弱视的康复。以往的弱视治疗仪普遍采用白光光源，其他颜色则需要增加相应颜色的滤光片实现，大大降低光源的亮度，增加了弱视患者视物的困难，不利于弱视的训练和治疗。另外也有专门采用某种单色光源进行某一个特定功能的训练。根据大量的临床治疗发现，不同颜色的光对视网膜不同区域的细胞所产生的刺激作用并不相同。因此采用多种颜色的光源治疗弱视则具有很好的效果。现有弱视仪技术中照明光源主要是采用白炽灯光源外加滤光片实现，主要缺点是白炽灯极易损坏、散热效果差、影响仪器寿命，结构较复杂。本发明采用多色LED光源替代白炽灯，不会过多发热，使用寿命长，省掉了滤光片，结构简化。

可见，弱视治疗系统的关键部件之一是照明光源。

(三)发明内容

本发明一种弱视治疗仪的光源转动机构，其发明目的是提供一种多种大功率LED组成的旋转光源，用于弱视治疗仪的光学系统照明。根据儿童弱视功能训练项目的需要，该光源可以按照一定的角度旋转，以便用要求颜色的光源照明系统光路，达到训练目的。本发明采用单片机控制步进电机驱动光源电路板按照精确的角度旋转，具有很高的可靠性。

本发明一种弱视治疗仪的光源转动机构，由光源透镜组件、光源锥面、行程开关组件、平移台组件、电机组件和发光二极管组件组成。该光源锥面用开槽锥端紧定螺钉固定在光源透镜组件上。行程开关组件通过螺钉固定在电机组件上。

所述光源透镜组件由滑块、调节支座、支杆、透镜框、光源透镜和透镜垫构成。光源透镜外加透镜垫后固定在透镜框上，透镜框和调节支座通过支杆连接，而调节支座最后将通过下端自身螺纹固定在滑块上，滑块可沿仪器导轨来回移动。

所述行程开关组件由行程开关和行程开关支架构成。行程开关支架为一L型结构：其较长一边的端部中心设置有方形通孔，方形通孔周围设有螺钉安装孔，其较短一边的端部设有螺钉安装孔。行程开关用内六角圆柱头螺钉固定在行程开关支架上较长一边的端部。

所述平移台组件由滑块和平移台构成。平移台通过内六角圆柱头螺钉固定在滑块上，滑块可沿仪器导轨来回移动。平移台分上下两层，两层间用燕尾导轨相连，上下两层的相互移动通过千分尺驱动，相反方向用弹簧拉紧，所以千分尺向前移动，上下两层就相互分开移动；千分尺向后移动，上下两层就在弹簧拉力下相互靠近移动，实现上下两层间的相互位置的微调。

所述电机组件由电机支架、步进电机、联轴器构成。电机支架为S型结构，其中部设有通孔。步进电机安装在电机支架上半部的凹槽内用螺钉固定，其电机轴穿过通孔和联轴器通过内六角圆柱头螺钉连接，光源电路板也通过内六角圆柱头螺钉与联轴器连接固定。该电机组件通过电机支架和平移台采用六角圆柱头螺钉固定在滑块上。

所述发光二极管组件由光源电路板、发光二极管和电路板插座构成。采用十字槽盘头螺钉和1型六角螺母将发光二极管固定在光源电路板上，电路板插座安装在光源电路板上，用来保持发光二极管组件和控制单片机的电气联系。发光二极管即为本发明弱视治疗仪LED光源装置的光源，可根据实际需要选用若干个不同颜色的LED(比如选用红、黄、白、绿、蓝等色)。光源电路板上各色发光二极管的分布最好不超过180°，以免电线缠绕。发光二极管、光源透镜组件中的光源透镜和光源锥面的中心轴线位于同一条直线上，以保证光线的准确传播和聚焦。

其中，发光二极管(LED)的控制方式是：单片机通过控制三极管通断来控制流过LED电流的大小，从而控制LED的亮灭及强度。由于要求流过LED的最大电流为350mA，因此在相应的器件选择上应该考虑功率和散热问题，设计中可选用合适功率的限流电阻和三极管，另外，还可以通过线路板敷铜来改善器件的散热效果。

发光二极管组件与电机组件的连接关系是：光源电路板通过联轴器与步进电机连接，步进电机的转轴垂直于光源电路板，并与光源电路板以及联轴器的圆心对齐。光源电路板的中心设置有安装孔用来连接联轴器，光源电路板的中心点一定半径范围内不布线。

本发明的光源控制方案是：如图1所示，通过步进电机带动光源电路板旋转沿圆周排列的各种颜色的高亮LED来产生多种光源，行程开关用来定位选中的LED，并将零点控制信号反馈给单片机。这样，通过控制所点亮的LED的颜色来控制光源的颜色及光强，进而产生不同的对比敏感度和实现后像增视功能。红灯闪烁频率的控制，可通过单片机的定时器实现。

本发明一种弱视治疗仪的光源转动机构，其优点和功效是：(1)LED属冷光源，有效解决以往发热损坏问题，延长仪器使用寿命；(2)利用多种颜色进行不同项目的训练，恢复视网膜不同区域细胞的功能，更快治疗弱视；(3)LED光源颜色纯正；(4)采用步进电机驱动转动，采用细槽光学对准定位，LED光源与整个仪器的光轴对准精度高。(5)采用长悬伸轴安装光源电路板、使光源电路板上的导线变得轻柔与固定件相连，降低了转动阻力、提高了可靠性；(6)光源电路板转动角度在0-180°之间，实现了转动件与固定件之间的电缆连接；(7)转动机构可在滑轨上任意间移动、灵活性强；(8)转动机构可以微调前后的位置、实现焦距的准确调整以及与光源锥面的遮光弧对准；(9)光源锥面具有遮光效果，可以消除光源发光的散射，降低光源的功率，提高发光体的使用效率、降低能源。

(四)附图说明

图1是本发明弱视治疗仪的光源转动机构原理图。

图2是本发明总体结构图。

图3是本发明光源透镜组件爆炸示意图。

图4是本发明平移台组件爆炸示意图。

图5是本发明电机组件爆炸示意图。

图6是本发明行程开关组件爆炸示意图。

图7是本发明发光二极管组件爆炸示意图。

图8是本发明光源电路板示意图。

以上各图中的元件及其标号说明如下：

1、光源透镜组件          2、光源锥面           3、行程开关组件

4、平移台组件            5、电机组件           6、发光二极管组件

1、滑块                  12、调节支座          13、支杆

14、透镜框               15、光源透镜          16、透镜垫

31、行程开关             32、行程开关支架      41、滑块

42、平移台               43、内六角圆柱头螺钉  51、电机支架

52、步进电机             53、联轴器            61、光源电路板

62、发光二极管           63、电路板插座

(五)具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明.

如图2所示，本发明一种弱视治疗仪的光源转动机构，由光源透镜组件1、光源锥面2、行程开关组件3、平移台组件4、电机组件5和发光二极管组件6组成。该光源锥面2用开槽锥端紧定螺钉固定在光源透镜组件1上。行程开关组件3通过螺钉固定在电机组件上。

如图3所示，所述光源透镜组件1由滑块1、调节支座12、支杆13、透镜框14、光源透镜15和透镜垫16构成。光源透镜15外加透镜垫16后固定在透镜框14上，透镜框14和调节支座12通过支杆13连接，而调节支座12最后通过下端自身螺纹固定在滑块1上，滑块1可沿仪器导轨来回移动。

如图6所示，所述行程开关组件3由行程开关31和行程开关支架32构成。行程开关支架32为一L型结构：其较长一边的端部中心设置有方形通孔，方形通孔周围设有螺钉安装孔，其较短一边的端部设有螺钉安装孔。行程开关31用内六角圆柱头螺钉43固定在行程开关支架32上较长一边的端部。

如图4所示，所述平移台组件4由滑块41和平移台42构成。平移台42通过内六角圆柱头螺钉43固定在滑块41上，滑块41可沿仪器导轨来回移动。

如图5所示，所述电机组件5由电机支架51、步进电机52、联轴器53构成。电机支架51为S型结构，其中部设有通孔。步进电机52安装在电机支架51上半部的凹槽内用螺钉固定，其电机轴穿过通孔和联轴器53通过内六角圆柱头螺钉连接。光源电路板61也通过内六角圆柱头螺钉与联轴器53连接固定。该电机组件5通过电机支架51和平移台42采用六角圆柱头螺钉43固定在滑块41上。

如图7所示，所述发光二极管组件6由光源电路板61、发光二极管62和电路板插座63构成。本实施例采用一块Φ150mm的圆形电路板作为光源电路板61，以十字槽盘头螺钉和1型六角螺母将发光二极管62固定在光源电路板61上，如图8所示，电路板插座63安装在光源电路板61上，用来保持发光二极管组件和控制单片机的电气联系。发光二极管62即为本发明弱视治疗仪LED光源装置的光源选用五个不同颜色(红、黄、白、绿、蓝)的大功率LED(单一LED功率1W，350mA)。光源电路板61上各色发光二极管62作为照明光源呈半圆形均匀分布，直接焊接在电路板上，每个LED的中心点距离线路板中心相等。再将光源电路板61和一个步进电机52的转轴通过联轴器53巧妙连接起来，采用步进电机驱动电路板旋转并定位，使某一种颜色的LED光源按要求处于系统的光轴线上。

其中，发光二极管62(LED)的控制方式是：单片机通过控制三极管通断来控制流过LED电流的大小，从而控制LED的亮灭及强度。由于要求流过LED的最大电流为350mA，因此在相应的器件选择上应该考虑功率和散热问题，设计中可选用合适功率的限流电阻和三极管，另外，还可以通过线路板敷铜来改善器件的散热效果。

发光二极管组件6与电机组件5的连接关系是：光源电路板61通过联轴器53与步进电机52连接，步进电机52的转轴垂直于光源电路板61，并与光源电路板61以及联轴器53的圆心对齐。光源电路板61的中心设置有安装孔用来连接联轴器53，在以光源电路板61的中心点为圆心，直径为15mm的范围内不布线。

Claims (3)

1.一种弱视治疗仪的光源转动机构，其特征在于：它由光源透镜组件、光源锥面、行程开关组件、平移台组件、电机组件和发光二极管组件组成；该光源锥面用开槽锥端紧定螺钉固定在光源透镜组件上；行程开关组件通过螺钉固定在电机组件上；

所述光源透镜组件由滑块、调节支座、支杆、透镜框、光源透镜和透镜垫构成；光源透镜外加透镜垫后固定在透镜框上，透镜框和调节支座通过支杆连接，而调节支座通过下端自身螺纹固定在滑块上，滑块沿仪器导轨来回移动；

所述行程开关组件由行程开关和行程开关支架构成；行程开关支架为一L型结构：其较长一边的端部中心设置有方形通孔，方形通孔周围设有螺钉安装孔，其较短一边的端部设有螺钉安装孔；行程开关用内六角圆柱头螺钉固定在行程开关支架上较长一边的端部；

所述平移台组件由平移台组件的滑块和平移台构成；平移台通过内六角圆柱头螺钉固定在所述平移台组件的滑块上，所述平移台组件的滑块可沿仪器导轨来回移动；平移台分上下两层，两层间用燕尾导轨相连，上下两层的相互移动通过千分尺驱动，相反方向用弹簧拉紧；千分尺向前移动，上下两层就相互分开移动；千分尺向后移动，上下两层就在弹簧拉力下相互靠近移动，实现上下两层间的相互位置的微调；

所述电机组件由电机支架、步进电机、联轴器构成；电机支架为S型结构，其中部设有通孔；步进电机安装在电机支架上半部的凹槽内用螺钉固定，其电机轴穿过通孔和联轴器通过内六角圆柱头螺钉连接，光源电路板也通过内六角圆柱头螺钉与联轴器连接固定；该电机组件通过电机支架和平移台采用六角圆柱头螺钉固定在所述平移台组件的滑块上；

所述发光二极管组件由光源电路板、发光二极管和电路板插座构成；采用十字槽盘头螺钉和1型六角螺母将发光二极管固定在光源电路板上，电路板插座安装在光源电路板上；发光二极管即为本发明弱视治疗仪LED光源装置的光源，根据实际需要选用预定个不同颜色的LED；光源电路板上各色发光二极管的分布不超过180°；发光二极管、光源透镜组件中的光源透镜和光源锥面的中心轴线位于同一条直线上； 

发光二极管的控制方式是：单片机通过控制三极管通断来控制流过LED电流的大小，从而控制LED的亮灭及强度；通过线路板敷铜来改善器件的散热效果；

发光二极管组件与电机组件的连接关系是：光源电路板通过联轴器与步进电机连接，步进电机的转轴垂直于光源电路板，并与光源电路板以及联轴器的圆心对齐；光源电路板的中心设置有安装孔用来连接联轴器，光源电路板的中心点一定半径范围内不布线。

2.根据权利要求1所述的弱视治疗仪的光源转动机构，其特征是在于：发光二极管选用五个不同颜色，依次为红、黄、白、绿、蓝的大功率LED。

3.根据权利要求1所述的弱视治疗仪的光源转动机构，其特征是在于：在以光源电路板的中心点为圆心，直径为15mm范围内不布线。 

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