CN101657144A - 单一式视觉和协调测试中心 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于测试和/或训练对象的视觉和协调能力的系统和方法。更具体地，其方法可以包含测试对象的视觉和协调能力的各个方面，例如眼－手协调、分散注意力、反应时间、身体协调等。通过应用各种测试，可以实现有效的检测。根据本发明，个人可以在能够对个人呈现这样的测试、从个人接收输入及处理接收到的输入的单一式中心接受这样的测试和/或训练的方法。这样的单一式测试中心可以进一步地设置，使得施加的测试可以根据个人的需要变化。然后，接收的输入例如用于计算与使用者的视觉和系统能力、单一式和每个单个测试相关联的数据。

Description

单一式视觉和协调测试中心

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年4月13日提交的申请号为60/923,434，名称为“在模拟活动中用于测试视觉能力的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权，该在先申请以引用的方式结合于此。本申请还要求2007年6月4日提交的申请号为60/941,915，名称为“用于减震的视觉能力测试的系统和方法”的美国临时专利申请的优先权，该在先申请以引用的方式结合于此。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

不适用。

技术领域

本发明总体上涉及个人的视觉和协调的评价和/或训练。

背景技术

当参加例如运动之类的活动时，个人的视力与身体能力一起在个人的水平中发挥作用。典型地，为了在运动或活动中得到提高，个人需集中提高他们的身体能力，以提升他们的总体水平。然而，通过测试和训练个人的视觉和协调能力或敏锐性，也可以提高个人的水平。

发明概要

本发明概述在此以简单的方式介绍概念的选择，在下述的具体实施方式中进行进一步的说明。该发明概述并非为了用于确定本发明所要保护的关键特征或重要特征，也非为了用于辅助确定本发明所要保护的范围。

根据本发明，提供了一种测试和/或训练对象的视觉和协调能力的方法。更具体地，该方法可以包括在单一式测试中心测试对象的视觉和协调能力的各个方面。通过利用各种测试，可以实施更加有效率的检查。根据本发明，个人可以在能够向个人呈现视觉和协调测试、接收来自个人的输入及处理该接收到的输入的单一式中心接受该测试和/或训练方法。这样的单一式测试中心还可以进行进一步地配置，使得施加的测试可以根据个人的需要而变化。然后，接收到的输入例如可以用于计算与个人的视觉和协调能力相关联的数据，整体和各个个人的测试均可。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是适合用于实施本发明的计算系统环境的方框图；

图2表示根据本发明的一实施例的示例性测试元件的方框图；

图3表示用于实施本发明的示例性处理元件的方框图；

图4表示根据本发明的一实施例的示例性单一式视觉和协调测试单元；

图5是根据本发明的单一式视觉和协调测试单元的另一实施方式；以及

图6表示根据本发明的一实施例的表示用于测试处于单一式站点的对象的视觉和协调能力的方法的流程图。

具体实施方式

在此详细介绍本发明的主旨，以满足法定的要求。但是，说明本身并非用于限制本发明的保护范围。更确切地，发明人已预料到本发明所要保护的主旨还可以其它方式实施，与其它的现在或未来的技术结合，从而包括与该文件中说明的步骤不同的步骤，或与该文件中说明的步骤相似的步骤的组合。

根据本发明，提供了用于在单一式测试单元测试对象的视觉和协调能力的系统和方法。该方法可以包括在能够处理结果数据和/或通过网络将数据传输到另一用于处理的位点的单一式测试单元测试对象的视觉和协调能力的各个方面(例如，眼-手协调，分散注意力，反应时间，身体协调等)。通过这些操作，单一式测试中心可以使对象的视觉和协调能力的测试过程更有效率，并可以减少实施测试需要的开销(例如，减少了装置)。另外，单一式测试中心还可以进行设置，使得施行的测试可以根据个人的需要而改变。接收到的输入，例如，可用于计算与使用者的视觉和协调能力相关联的结果，整体和用于各个个人的测试均可。

在一实施例中提供了用于测试对象的视觉和协调能力的测试装置。这样的测试装置可以包括呈现组件，输入组件，及处理组件，其中呈现组件能够将视觉清晰度测试、差异敏感度测试、视觉跟踪测试、距离调焦测试及视觉瞄准测试呈现给对象。对象可以向测试装置提供输入以响应每个测试。然后输入组件可以设置为接受输入，处理组件可以设置为处理接收到的输入。

在另一实施例中提供了用于对象的视觉和协调能力的测试方法，其中该方法是在单一式站点进行的。该方法部分包含对测试对象施行两个或多个视觉能力测试；接收来自测试对象的输入以响应每个测试；及处理从测试对象接收的输入。

总体参照附图，请特别先参照图1，其示出了示例性的计算系统的方框图，计算系统被一般指定为计算系统100，其设为提供用于测试对象的视觉和协调能力。本技术领域的技术人员应该理解和意识到，图1中示出的计算系统100仅仅是适于计算系统环境的一个例子，而非用于表明关于本发明的实施方式的使用或性能的范围的限制。计算系统100也不应解释为对该图1中示出的单个组件或组件的结合具有任何依赖或必需。

计算系统100包括通过连接108彼此连接的输入装置102、显示装置120、数据库104、中心站点106及测试单元110。连接108可以为有线(例如为电缆)或无线(例如为无线网络)。连接108还可以是网络，其中该网络可以包括但不限于一个或多个局域网(LANs)和/或广域网(WANs)。这样的网络环境普遍存在于企业计算机网络、企业内部网和因特网中。进一步地，连接108在计算系统100的组件之间可以包含本地有线连接(locallywired connection)。因此，连接108在此不再进一步的说明。

输入装置102能够接收来自对象的一个或多个响应。输入装置102还可以是能从对象接收响应的任何装置。本技术领域的技术人员将意识到在计算系统100中应用了不止一个类似输入装置102的输入装置。输入装置102例如还可以为麦克风(microphone)、操纵杆(joystick)、游戏垫(gamepad)、无线设备(wireless device)、键盘(keyboard)、键区(keypad)、游戏控制器(game controller)、踏车(treadmill)、测力板(force plate)、眼跟踪系统(eye tracking system)、手势识别系统(gesture recognitionsystem)、触摸屏(touch sensitive screen)和/或向测试单元110提供通过网络108接收到的有线或无线数据的任何其它输入启动组件。输入装置102可以包括声音识别装置和/或处理来自测试对象的听觉输入的软件。例如，为了显示视觉标记的识别，来自对象的听觉输入可以是视觉标记所具有的特征的言语表达。在一实施例中，如果该特征是环形视力表(Landolt)“C”的取向方向，响应的听觉输入可以是“上”、“下”、“右”和“左”。但是，本技术领域的技术人员将理解和意识到还可以应用其它听觉输入(例如，声明颜色、数字、字母、符号等)以指示对象感知和/或识别的视觉标记。但是应注意的是，本发明并不限于在这样的输入装置102上实施，在实施方式的保护范围内，其还可以在多种不同类型的任一装置上实施。输入装置102可以接收和捕获指示对象对显示的视觉标记的响应的输入。如果该特征是方向取向，满意的测试响应可以是识别视觉标记面向的方向。通过但不限于这样的实施例，识别可以包括对象通过在与如输入装置102的手持装置的方向取向相应的方向上操作操纵杆提供的输入。

如果输入装置102是眼睛跟踪系统，可以监控对象的眼睛的位置和/或焦点，当眼睛定位和/或聚焦到适当的位置时，记录输入。

如果输入装置102是手势识别系统，可以应用多种系统和/或方法接收输入。例如，可以应用一个或多个照相机来监控对象的肢体和/或手足的运动，当对象作出合适的姿势时，结合合适的硬件和/或软件记录输入。手势识别系统还可以应用连接到对象的光标记，以便于动作跟踪。还可以应用连接到对象的传输器和接收器，其可以作为手势识别系统的一部分。

如果输入装置102是触摸屏，可以应用任一类型的触摸屏。另外，可以应用对触摸敏感的材料的覆盖层与本身对触摸不敏感的显示器来接收触摸输入。这样的覆盖层与显示器可以为任一距离。

显示装置120可以能显示对象视觉上能观察的视频的输出，并可以是任一类型的计算机、测试装置或包括阴极射线管、液晶显示器、等离子屏幕或任一其它显示类型的电视监控器，或者可以包含从前面或后面在其上透射图像的屏幕。进一步地，为了使测试管理者在将视觉能力测试提供给测试对象之前、之中和之后与测试单元110互动，显示装置120可以提供有使用者界面。

如图1所示的测试单元110，可以是任一类型的计算装置，下面将参照图4和图5对其实施方式进行详细说明。数据库104可以设置为储存与视觉和协调能力相关联的信息。本技术领域的技术人员将理解和意识到，数据库104中储存的信息是可设置的，其可以包括与视觉和协调能力的测试相关的任意信息。这样的信息的内容和体积不以任一方式限定本发明的实施方式的范围。尽管图中示出的是单一的独立的组件，实际上，数据库104可以是多个数据库，例如，数据库群。进一步地，数据库104的部分或全部可以位于与测试单元110、另一外部计算装置(未示出)和/或其任一组合相关联的计算装置上。本技术领域的技术人员应当意识到数据库104是可选的，并不需要结合计算系统100实施。

再参照图1，根据本发明示出的实施方式，测试单元110可以包括呈现组件112、输入组件114、测试组件116和处理组件118。本技术领域的技术人员将理解到图1中示出的组件112、114、116和118在实质上和数目上仅是示例性的，不应解释为对本发明的限制。在本发明的实施方式的范围内，可以应用任一数目的组件来实现所需的功能。

呈现组件112可以能够显示通过对象视觉观察的视频的输出，并可以是任一类型的计算机、测试装置或包括阴极射线管、液晶显示器、等离子屏幕或任一其它显示类型的电视监控器，或者可以包含从前面或后面在其上透射图像的屏幕。

在一实施例中，呈现装置112可以是应用设置为在有限的空间范围内产生距离的视觉透射的镜子和/或透镜的装置(例如，提供镜子的周边配置以产生隧道效应(tunnel effect))。这样的装置的一个例子是应用镜子产生距离的透视的透视测试装置。这样的装置可以包括在中心凹区(也就是直接在对象的前面)显示视觉标记的镜子，其还可以包括显示视觉标记以测试周边视觉能力的侧面镜子。

在另一实施例中，该装置可以包括改变感知的距离和/或显示的视觉标记的尺寸的透镜，以实现模拟的距离。结果，这样的装置可以提供给测试对象看上去比实际显示较近或较远的显示视觉标记。因此，这样的配置对测试对象产生了光学像无限距的透视。

本技术领域的技术人员将意识到呈现组件112可以包含结合显示特定活动具有的某些视觉刺激的多个装置。在一实施方式中，可以应用单一装置来显示视觉标记的多个显示(例如，分画面(split-screen))。

呈现组件112可以选择地包含由对象配带的显示眼镜、护目镜、遮护等，向对象提供对于其它人非明显可视的视觉显示。另外，呈现组件112可以向测试对象提供二维或三维图像。三维图像显示可以包括对对象的虚拟现实或全息显示。

操作时，呈现组件112还可以设置为向测试对象呈现一个或多个视觉标记。如下面的详细说明，组件112可以多样化方式呈现视觉标记，以测试对象的视觉和协调能力的不同方面。一般地，每个视觉标记可以具有一个或多个特征。这些特征例如是，方向取向(例如，箭头，环形视力表，E字视力表等)、使用者界面的位置(例如，位于显示的特定四分之一区)、互斥特征的预定数目之一(例如，面向上、下、左或右的之一的指示)或这些特征的任意组合。另外，本技术领域的技术人员将理解和意识到还可以应用其它的特征，本发明并不限于任一特定特征。

输入组件114可以设置为(例如，通过应用输入装置102)从测试对象接收输入。能够接收由对象提供的输入的任何合适的接收组件都可以应用于本发明。举例来说，其并非对本发明的限制，对象可以应用键盘、操纵杆、跟踪球等提供输入。输入可以根据呈现组件来定。例如，如果呈现组件是触摸敏感的，对象可以通过接触呈现组件提供输入。在另一实施方式中，输入组件可以具有声音识别能力，其中对象可以通过由输入组件识别的发声响应提供输入。本技术领域的技术人员将理解和意识到，任意合适的输入组件都可以应用于本发明中。根据呈现组件呈现的测试和上述的呈现组件的能力，可以优化某些类型。从对象接收到输入后，输入组件114例如可以在数据库104中储存输入，用于将来的参考。

测试组件116设置为向对象提供测试。下面将参照图2进行详细说明，测试组件116可以提供两个或多个测试，以确定对象的视觉和协调能力。更具体地，可以在例如测试单元110的单一式站点提供多个测试。另外，测试组件116的设置使得测试可以根据对象变化。例如，给出测试对象的详细运动或活动、竞争水平、视觉强度/弱度等，测试可以变化。因此，测试组件116还可以通过呈现组件112的呈现负责确定测试(和测试的水平或难度)。

本发明提供处理组件118以处理从输入组件114接收的输入。如图3所示，处理组件118可以包含储存组件310、数据收集组件312、训练开发组件314和传送组件316。储存组件310可以设置为根据对象对呈现的测试的响应采用得分算法来获取分数。将这些响应与典型地从数据库104中检索的特定人口的响应进行比较，可以确定对象的响应。储存组件310在接收和测定对视觉标记的一个或多个响应时，可以提供对象的视觉和协调能力的评价。一旦确定了分数(例如，百分点)，可以通过呈现组件112呈现给对象。可以在每个测试完结、在所有测试完结或其组合完结时呈现分数。

数据收集组件312设置为收集从输入组件114接收的数据。这样的数据例如可以储存在数据库104中。收集的数据可以进一步地用于创建用于特定人口的标准，其可以被得分组件310采用。本技术领域的技术人员将意识到数据库104和/或得分组件310可以位于远离系统100的其它组件处。

训练开发组件314设置为根据收集的数据和确定的分数开发用于测试对象的训练计划或制度。在本发明的实施方式中，测试单元110可以在对象进行测试后用于训练测试对象。

传送组件316设置为将确定的分数、收集的数据等传输给呈现组件112。传送组件316可以附加向例如中心站点106的外部计算装置提供数据，用于进一步的考虑、分析或储存。在一实施方式中，传送组件316可以实时向测试组件116提供数据，使得测试在测试过程中可以设置或改变。本技术领域的技术人员应理解和意识到，尽管上述已说明了实施方式和实例，传送组件316可以向计算系统100的任一组件、测试单元110的内部和外部的任一组件提供与测试视觉和协调能力相关联的信息。

本技术领域的技术人员将意识到传送组件316可以发送来自测试单元110的任一需要频率的信息。即，例如，在对象完成所有测试或选择地完成每个单一测试后，信息可以发送到需要的地点。如果将信息发送到中心站点106或数据库104进行储存和/或处理，可以最终将信息集中发送给所有对象。发送频率可以取决于测试单元110的储存容量和处理能力，及信息的期望应用。

现在参照图2，其进一步示出了测试组件116。测试组件116可以包含眼-手协调组件210、分散注意组件212、反应时间组件214、身体协调组件216和/或任何其它类型的视觉测试组件。测试单元110可以应用这些组件中的每一个，以测试个人的视觉和协调能力的多个方面。

眼-手协调组件210设置为测试对象的视觉清晰度，其可包括在不同的位置显示视觉标记并要求测试对象定位在每个位置的视觉标记。可以应用任一视觉标记。在一实施方式中，可以通过如呈现组件112的显示装置呈现多个视觉标记，其中显示装置是触摸敏感的，从而用作输入装置。在这样的实施方式中，测试对象可以通过触摸显示装置定位视觉标记，将这一响应输入到测试单元110。本技术领域的技术人员将意识和理解到可以应用眼-手协调组件210进行能够测试对象的眼-手协调的任一合适的测试。

分散注意力组件212设置为当测试对象在一不同的位置聚焦于一视觉标记时，测试测试对象的协调。在一实施方式中，将与上述的在眼-手协调测试的示例中呈现给对象的视觉标记类似的视觉标记呈现给对象。为了测试分散注意力，呈现与第一视觉标记处于不同位置的第二视觉标记，其中在定位第二视觉标记时，需要对象识别第一视觉标记。第二视觉标记例如可以是环形视力表(Landolt″C″)，需要测试对象识别第二视觉标记的方向取向。第二视觉标记可以呈现于显示装置的中心。而测试对象的眼-手协调的第一视觉标记可以呈现于远离显示的中心的显示装置上。本技术领域的技术人员将意识和理解到，可以应用分散注意力组件212进行任一合适的分散注意力的测试。

反应时间组件214设置为测试测试对象的反应时间。本发明可以应用任何合适的测试，其仍属于本发明的保护范围。举例来说，其并非对本发明的限制，可以将视觉标记提供给测试对象。可以需要对象通过例如应用触摸屏输入装置接触第一标记来识别第一标记。然后，将第二标记显示或呈现给对象，然后对象必须通过例如移动接触第一标记的手去接触第二标记而识别第二标记。测定对象指示显示后的第二标记所需要的时间，测定对象的反应时间。

身体协调组件216设置为测试对象的身体协调。本技术领域的技术人员将理解到，可以应用能够测试身体协调的任何合适的测试。举例来说，其并非对本发明的限制，该组件可以在施加视觉测试的同时应用平衡板测试对象的身体协调。这样的测试包含在显示装置的特定四分之一区呈现视觉标记，然后需要对象通过平衡板指示该四分之一区。

现在参照图4，其示出了根据本发明的实施方式的示例性的视觉和协调测试系统400。参与测试的对象410可以应用视觉测试系统400来测试活动中的对象410的视觉能力。测试单元412包含显示装置414和输入装置416。在该实施方式中，测试单元412可以通过(例如，通过有线或无线连接)连接到测试单元412的输入装置416接收来自对象410的输入。本技术领域的技术人员将意识到，对象410可以通过任一类型的输入装置向测试单元412提供输入，为了提供合适的响应，对象412可以通过任何方式(例如，物理接触，声音识别)与输入装置416互动。另外，本发明可以考虑应用多于一个的输入装置，以用于各种测试。例如，在图4中，示出的对象410站在平衡板418上，这也可以应用于某些例如上述的身体协调测试的测试中。

通过具有例如能够将多个测试呈现给对象的测试单元412的中心测试单元，本发明可以提供对象的视觉和协调能力的更好的单一式评价。进一步地，因为测试单元412可以包括处理能力，其能够处理数据，结果形成用于对象的确定的分数和/或训练制度。

图5示出了根据本发明的实施方式的视觉和协调测试系统500。测试单元512包含显示装置514和输入装置516。图5中示出的输入装置516示例为一组手动按钮；但是，应考虑到，任一类型的输入装置都属于本发明的保护范围。在某些实施方式中，显示装置514可以是触摸敏感的，从而可以将其用作输入装置。

现在参照图6，其出了测试对象的视觉和神经处理能力的方法的流程图600。尽管在下文中应用的术语“步骤”和“方框”是表示本方法采用的不同要素，该术语不应被解释为含本发明公开的各个步骤之间的任何特定的顺序，除非以及除了各个步骤的的顺序已经明确说明。开始时，(例如应用图1中的测试单元110)将两个或多个视觉和/或神经处理测试施加给测试对象。这显示在方框610中。本技术领域的技术人员将意识到，可以实施上述的任一测试及测定个人的视觉和神经处理能力的其它测试。根据对象的能力水平、竞争水平、具体活动等设定施加的具体测试和测试的顺序。当将测试施加给对象时，对象可以通过与由输入组件连接到测试单元的输入装置的互动提供合适的响应。这显示在方框620中。可以应用多个输入装置，并从对象接收不止一个响应。例如，在分散注意力测试中，对象可以对眼-手协调的视觉标记测试提供一个响应，如上所述，对象可以在另一个位置对视觉标记提供另一响应。然后，处理组件(例如图1中的处理组件118)处理例如通过收集数据、确定分数或开发训练制度而接收到的输入。数据例如可以储存在数据库104中，或者例如通过传送组件发送给中心站点106。这显示在方框630中。

可选地，在方框640，在每个测试中从对象的输入接收到的数据用于确定对象的分数。可以对每个测试确定一个分数，根据所有测试的数据确定总分数。分数可以进一步地取决于特定人口的相关数据，对象的数据可以因此与其进行比较(例如，可以给出对象他们的水平的百分点)。在方框650，根据例如他们的确定的分数和他们对视觉能力测试的响应的输入来开发针对测试对象的训练制度，以训练他或她的视觉和协调能力。

本发明已经根据具体的实施方式进行了说明，其仅是示例性的，而非用于限制本发明。其它可选的实施方式对本技术领域的技术人员将显而易见，而其并没有脱离本发明的保护范围。

综上所述，可以知道本发明已经很好地实现了上述阐明的目的和目标，并了解到本发明的系统和方法的其它明显的和内在的优点。应理解到，在不引用其它特征和次组合的情况下，某些特征和次组合仍然可用。这同样属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种用于测试对象的视觉和协调能力的装置，包含：

设置为呈现两个或多个视觉和协调能力测试的呈现组件，其中视觉和协调能力测试包括测定对象的视觉和协调的测试，其中对象提供对每个测试的响应输入；

设置为接收通过对象提供的输入的输入组件；及

设置为处理接收到的输入的处理组件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于处理组件包含根据接收到的输入确定分数的得分组件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于处理组件进一步包含根据确定的分数提供训练制度的训练开发组件。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于两个或多个视觉和神经处理能力测试包含眼-手协调测试。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于眼-手协调测试包含呈现给对象的视觉标记，由对象通过提供响应视觉标记的位置的输入对视觉标记进行定位。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于两个或多个视觉和协调能力测试中的一个包含分散注意力测试。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于分散注意力测试包含在对象响应定位第一视觉标记提供的输入的第一位置呈现给对象的第一视觉标记，及需要来自对象的响应的第二位置呈现给对象的第二视觉标记。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于第二视觉标记是环形视力表。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于两个或多个视觉和神经处理能力测试的其中一个包含反应时间测试。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于两个或多个视觉和协调能力测试中的一个包含身体协调测试。

11.一种测试对象的视觉和协调能力的测试方法，其中该方法在单一式站点进行，该方法包含：

向测试对象施加两个或多个视觉和协调能力测试，其中视觉和协调能力测试是测定对象的视觉和协调能力的测试；

接收来自测试对象响应每个测试的输入；及

处理接收到的输入。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于该方法进一步包含根据接收到的输入确定分数。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该方法进一步包含根据确定的分数提供训练制度的训练开发组件。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于两个或多个视觉和协调能力测试的其中一个包含眼-手协调测试。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于眼-手协调测试包含呈现给对象的视觉标记，由对象通过提供响应视觉标记的位置的输入对视觉标记进行定位。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于两个或多个视觉和协调能力测试中的一个包含分散注意力测试。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于分散注意力测试包含在对象响应定位第一视觉标记提供的输入的第一位置呈现给对象的第一视觉标记，及需要来自对象的响应的第二位置呈现给对象的第二视觉标记。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于第二视觉标记是环形视力表。

19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于两个或多个视觉和神经处理能力测试的其中一个包含反应时间测试。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于两个或多个视觉和协调能力测试的其中一个包含身体协调测试。

Images