CN107665626A - 一种模拟眼球仪教学装置 - Google Patents
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Abstract
一种模拟眼球仪教学装置，该教学装置包括一个中空的透明球体，该透明球体被设定有前壁和后壁，在透明球体的后壁上开有一个圆孔，所述透明球体被用于模拟人的眼球，所述透明球体圆孔的下缘沿所述透明球体前、后壁方向设有水平滑槽，水平滑槽内嵌装有可沿水平滑槽前后移动的滑条，滑条前端立有成像屏，成像屏用以呈现模拟眼球清晰成像的位置，所述透明球体被固定在透明球体立杆上，在透明球体立杆沿透明球体前方设有水平杆，在水平杆上靠近所述透明球体前壁的位置立有模拟透镜，该模拟透镜用于模拟近视或者远视时眼球晶状体的变化状态，在沿所述水平杆位于模拟透镜的前方，立有矫正镜片，用于模拟矫正眼球的近视或者远视状态。
Description
技术领域
本发明属于教学装置技术领域，特别涉及一种用以模拟正常眼球成像与近视、远视成像位置及矫正原理的模拟眼球仪教学装置。
背景技术
初中《科学》教材“视觉-近视与远视”内容，缺乏有效的探究活动实验学具。应用已有光具座学生对近视患者“远处的物体在视网膜前面成像”等仍难理解。遍览各类相关教学研究论文与已有实验装置，都只见透镜与光屏而不见“眼球”。如何清晰而直观的再现视网膜上的倒像、再现近视与远视的成因、矫正过程等，开发制作新型实效的眼球实验学具就成为本发明研究的问题而提出。
发明内容
本发明提供了一种模拟眼球仪，是一种模拟正常眼球成像与近视、远视成像位置及矫正原理教学装置，目的在于解决现有近远视形成原理教学用具的缺陷。
一种模拟眼球仪教学装置，该教学装置包括一个中空的透明球体，该透明球体被设定有前壁和后壁，在透明球体的后壁上开有一个圆孔，所述透明球体被用于模拟人的眼球。
所述透明球体圆孔的下缘沿所述透明球体前、后壁方向设有水平滑槽，水平滑槽内嵌装有可沿水平滑槽前后移动的滑条，滑条前端立有成像屏。
成像屏随着滑条可以进入所述透明球体，也可以退出透明球体。成像屏的形状和面积使得成像屏处在透明球体后壁的圆孔位置时正好与透明球体的其他部分形成一个完整的球体表面，表达完整眼球中视网膜所在位置。当成像屏移动进出透明球体时，呈现出模拟眼球清晰成像的位置。
所述透明球体被固定在透明球体立杆上，在透明球体立杆沿透明球体前方设有水平杆，在水平杆上靠近所述透明球体前壁的位置立有模拟透镜，该模拟透镜用于模拟近视或者远视时眼球晶状体的变化状态。在沿所述水平杆位于模拟透镜的前方，立有矫正镜片，用于模拟矫正眼球的近视或者远视状态。
在所述矫正镜片的前方远端设有图案光源，用于模拟眼球所视物体。所述图案光源被固定在光源立杆上，该图案光源与矫正镜片、模拟透镜和成像屏处于同一水平线上。
所述透明球体立杆被固定在教学装置的底板上不可移动，光源立杆可携图案光源在上述同一水平线上前后移动。
所述矫正镜片和模拟透镜与水平杆是转动联接，模拟透镜和矫正镜片均可以水平杆为轴进行转动。多个矫正镜片处在同一平面且通过叉形架与水平杆转动联接，多个模拟透镜也在同一平面通过叉形架与水平杆转动联接，用于转换不同的矫正镜片和模拟透镜。
所述图案光源采用LED发光管组成发光图案。
本发明克服了传统光具座实验器具及相关教学研究只见透镜与光屏而不见眼球的缺陷，创造性的将成像屏可移动的安装在眼球模型的后侧，模拟再现近视与远视患者的眼内清晰成像的位置，并利用真实矫正眼镜片帮助学生直观的理解眼球的成像、近视远视患者成像模糊的原因与矫正的原理方法，方便学生在探索研究中，直观的理解近视远视的成像规律。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
图1是本发明教学装置原理示意图。
1——透明球体，101——圆孔，2——成像屏，3——模拟透镜，4——矫正镜片，5——水平屏滑槽，6——滑条，7——透明球体立杆，8——水平杆，9——图案光源，10——光源立杆，11——底板。
具体实施方式
如图1所示，本发明的教学装置包括一个中空的透明球体，该透明球体被设定有前壁和后壁，在透明球体的后壁上开有一个可让成像屏进出球体移动的孔，所述透明球体被用于模拟人的眼球。
所述透明球体后壁的圆孔下缘沿所述透明球体前、后壁方向设有水平滑槽，水平滑槽内嵌装有可沿水平滑槽前后移动的滑条，前述成像屏固定于滑条前端并可随着滑条前后移动，用以模拟显示眼球清晰成像的位置。
所述透明球体被固定在透明球体立杆上，在透明球体与立杆顶部间沿透明球体前方设有水平杆，在水平杆上靠近所述透明球体前壁的位置有模拟晶状体的特选焦距的多片透镜，多片透镜在同一平面呈可转换方式立于球体前壁，多片透镜用于模拟眼球近视或者远视时眼球晶状体的变化状态。
在沿所述水平杆位于模拟透镜的前方的另外的同一平面上，立有近视和远视矫正镜片，用于模拟矫正眼球的近视或者远视状态，在所述矫正镜片的前方远端设有图案光源，用于模拟眼球所视物体。所述图案光源被固定在光源立杆上，该图案光源与矫正镜片、模拟透镜和成像屏处于同一水平线上。所述透明球体立杆被固定在教学装置的底板上不可移动，光源立杆可携图案光源在上述同一水平线上前后移动。所述图案光源采用LED发光管组成发光图案。
多个矫正镜片通过叉形架与水平杆转动联接，多个模拟晶状体的透镜通过叉形架与水平杆转动联接，用于切换不同的矫正镜片和模拟晶状体的透镜。
在制作时，可以选择球形透明塑料瓶代表眼球玻璃体、焦距合适的凸透镜紧贴在塑料瓶外壁代表晶状体。空气是全透明的介质几无反光粒子，不能显示物象；荧光液反光颗粒均匀分布，只能显示单束光路或者凸透镜锥形聚光光路也不能成像。
眼球成像仪实验学具的设计，关键是设计好模拟眼球视网膜的成像屏说明近视、远视的成因。其次是选择模拟近视及远视患者晶状体的凸透镜，选择再现近视与远视矫正的透镜。第三是设计制作“上”字造型LED成像光源。第四制作底座与支架，设计好安放距离，将各部分整合在一起。
所需的材料包括：球形透明塑料瓶，几款凸透镜，矫正度数合适的近视与老光的毛坯镜片，亚克力板材支架，电路板、发光二极管、接插件开关等电路元件材料；备好其它必要的制作材料。
制作过程包括：
1.制作模拟眼球，代表视网膜的成像屏可沿模拟眼球水平中心轴前后移动。
2.选用不同焦距凸透镜标示1,2,3号，以可选择方式固定于亚克力支架上并放置在模拟眼球的塑料瓶前端；选用焦距合适的凸透镜和凹透镜代表近视或远视的矫正眼镜片，使用时放置于模拟晶状体前端。在电路板上制作“上”字成像光源，将模拟眼球、成像屏、凸透镜与“上”字光源排成一直线，固定在基座底板的后端，“上”字LED光源固定在前端，按实验探究活动的要求，在底座板中间设置几个LED固定放置点，即完成“视网膜”可前后移动的模拟眼球实验学具的制作。
在教学时，对正常眼球近视与远视的成像探究时，选用1号透镜(焦距5cm)和2号透镜(焦距6.5cm)，进行正常眼球的近视成像与正常眼球的远视成像实验探究，分别体验获得正常眼球的近视与远视的成像特征。
对近视眼球的远视成像探究时，选用1号透镜代表近视者较厚晶状体，并移动红色LED光源由近及远慢慢远离透镜，获得近视患者注视远物时，清晰成像落在成像屏(视网膜)位置前的实验效果；放置矫正凹透镜，则再现近视患者使用凹透镜后清晰物象落在视网膜上矫正提高视力的理论原理。
对远视眼球的近视成像探究时，选用3号透镜(焦距9cm)代表远视者较薄的晶状体，“上”字LED光源移动到距透镜50厘米处固定，获得远视患者注视近物时，清晰成像落在视网膜之后的实验效果。放置矫正凸透镜，则再现远视患者使用凸透镜后清晰物象再次落在视网膜上矫正提高视力的理论原理。
本发明的教学装置制作时，选用球形透明塑料瓶模拟眼球(玻璃体)。在塑料瓶壁剪出一圆片，打毛或喷漆成为代表视网膜的成像屏。瓶壁圆孔下缘装一水平滑槽，将固定成像屏的滑条嵌入滑槽内，使成像屏可前后移动；选用三款凸透镜代表晶状体置圆孔对侧，制成模拟再现近视、远视时眼内清晰成像位置的眼球模型。选用市售近视与老光镜片为矫正眼镜；用发光LED、锂电池等制成“上”字光源。将眼球模型、凸透镜和矫正透镜等成一直线固定为一整体，再与“上”字光源按适当距离固定好，即完成本发明的研究型眼球实验模型学具的制作。本发明实验学具充分满足了初中学生开展眼球成像原理、近视远视形成原因与如何进行矫正的实验探究学习活动，受到了使用师生的欢迎。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (6)
1.一种模拟眼球仪教学装置，其特征在于，该教学装置包括一个中空的透明球体，该透明球体被设定有前壁和后壁，在透明球体的后壁上开有一个圆孔，所述透明球体被用于模拟人的眼球，
所述透明球体圆孔的下缘沿所述透明球体前、后壁方向设有水平滑槽，水平滑槽内嵌装有可沿水平滑槽前后移动的滑条，滑条前端立有成像屏，
成像屏随着滑条可以进入所述透明球体，也可以退出透明球体，成像屏的形状和面积使得成像屏处在透明球体后壁的圆孔位置时正好与透明球体的其他部分形成一个完整的球体表面，表达完整眼球中视网膜所在位置，成像屏移动进出透明球体时用以呈现模拟眼球清晰成像的位置，
所述透明球体被固定在透明球体立杆上，在透明球体立杆沿透明球体前方设有水平杆，在水平杆上靠近所述透明球体前壁的位置立有模拟透镜，该模拟透镜用于模拟近视或者远视时眼球晶状体的变化状态，
在沿所述水平杆位于模拟透镜的前方，立有矫正镜片，用于模拟矫正眼球的近视或者远视状态，
在所述矫正镜片的前方远端设有图案光源，用于模拟眼球所视物体。
2.如权利要求1所述的模拟眼球仪教学装置，其特征在于，所述图案光源被固定在光源立杆上，该图案光源与矫正镜片、模拟透镜和成像屏处于同一水平线上。
3.如权利要求2所述的模拟眼球仪教学装置，其特征在于，所述透明球体立杆被固定在教学装置的底板上不可移动，光源立杆可携图案光源在上述同一水平线上前后移动。
4.如权利要求1所述的模拟眼球仪教学装置，其特征在于，所述矫正镜片和模拟透镜与水平杆是转动联接，模拟透镜和矫正镜片均可以水平杆为轴进行转动。
5.如权利要求4所述的模拟眼球仪教学装置，其特征在于，多个矫正镜片处在同一平面且通过叉形架与水平杆转动联接，多个模拟透镜也在同一平面通过叉形架与水平杆转动联接，用于转换不同的矫正镜片和模拟透镜。
6.如权利要求1所述的模拟眼球仪教学装置，其特征在于，所述图案光源采用LED发光管组成发光图案。
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