CN108403078A - 一种眼睛视力检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种眼睛视力检查装置，包括佩戴在头部的壳体，壳体内自远至近依次设置有用于实现测量图案和结果显示、人机交互和数据处理的智能终端以及用于改变测量图案与人眼之间光学路径的光学透镜组件，所述智能终端的输入端还连接有向其输入被测者视标判断结果的按键模块；所述光学透镜组件包括并列设置且分别对应两眼光学路径的两个观察筒，每个观察筒内分别设置有用于模拟智能终端与人眼之间的模拟视距为标准视距的透镜组。本发明通过简单操作即可模拟视力检查所需要的标准距离，从而实现随时随地对眼睛的视力参数进行测量，且检查结果可自动实时显示并记录，方便被测者对自身视力状况进行评估和预测。

Description

一种眼睛视力检查装置

技术领域

本发明涉及光学设备技术领域，特别是一种用于检测人眼视力状态的装置。

背景技术

人眼的视觉系统由角膜、房水、晶状体、玻璃体、视网膜和视神经等组成。进入眼睛的光线经眼睛的屈光系统折射后聚焦到视网膜上，视网膜上的视觉细胞感受到光后，将视觉信息传递到视觉皮层，经处理后形成视觉。正常眼睛的眼轴长度约为24mm，屈光力约为60D，其中角膜占全眼屈光度的75％左右，是最重要的屈光部分。晶状体本身具有弹性，其可在睫状肌和悬韧带的牵拉作用下，改变表面曲率，改变其屈光能力，实现人眼视觉的调节功能，达到清晰视物。

传统的视力评估需要多种大型的专业仪器和器械以及专业的技术人员对眼睛的各项参数进行全面检查，包括眼睛的屈光不正、视力、色觉、立体视、融像和调节功能、对比敏感度、视野、眼压等，其中视力为人眼所能分辨的最小视角，衡量的是眼睛的视觉分辨能力。传统的视力检查手段是利用视力表检查眼睛的分辨能力，市面上存在的视力表多为印制视力表、投影仪视力表以及LED屏幕显示的视力表，设备简单，容易操作，是视力评估的最常用检查方式。但是传统的视力表检查视力仍然需要一个较为专业的验光人员在视力表的旁边指示视标，并根据被检测者判断结果以及一套成熟的规则得到被检测者的视力结果，同时，被检测者需要站在标准距离5米处接受视力检查，如图1所示，检测结果需要被检测者或者验光人员手动记录或者输入到电子文档中，不便于自行检查，并且由于验光人员技术水平的层次不齐，无法保证视力检查的客观准确性。

智能终端具有便携性和普及性，在智能终端上实现视力检查的产品更容易进入家庭场景中，来进行个人的视力检查，以方便对眼睛的视力状况进行初步判断。但是，目前市面上存在的利用智能终端来进行视力检查的产品多是将手机置于距被检测者的一定距离处，通过手柄或语音的方式与手机交互，仍旧没有摆脱传统的验光手段和思路。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够普及到家庭场景中、易于操作与实现的眼睛视力检查装置，方便人们随时随地对被测者眼睛的视力状况进行初步判断。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种眼睛视力检查装置，包括佩戴在头部的壳体，壳体内自远至近依次设置有用于实现测量图案和结果显示、人机交互和数据处理的智能终端以及用于改变测量图案与人眼之间光学路径的光学透镜组件，所述智能终端的输入端还连接有向其输入被测者视标判断结果的按键模块；所述光学透镜组件包括并列设置且分别对应两眼光学路径的两个观察筒，每个观察筒内分别设置有用于模拟智能终端与人眼之间的模拟视距为视力表检查标准视距的透镜组。

上述一种眼睛视力检查装置，所述透镜组包括自远至近依次设置在观察筒内的两面凹透镜和一面凸透镜。

上述一种眼睛视力检查装置，所述透镜组中的透镜为胶合透镜或 /和非球面透镜。

上述一种眼睛视力检查装置，所述智能终端设置有PPI(像素密度)大于300的显示屏。

上述一种眼睛视力检查装置，所述壳体上还设置有用于调节观察筒在壳体内的左右位置以及与被测眼睛光轴对齐的调节机构。

上述一种眼睛视力检查装置，所述智能终端还通过无线网络或者移动蜂窝网络与用于存储被测者个人历史数据和档案的服务器进行数据传输。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明通过简单结构即可模拟视力检查所需要的标准距离，从而实现随时随地对眼睛的视力参数进行测量，且检查结果可自动实时显示并记录，方便被测者对自身视力状况进行评估和预测。

本发明结构简单、操作方便、成本低廉，可在家庭环境中广泛推广应用，实现对家庭中所有成员的视力发展情况进行检测和监测；并且产品尺寸较小，可方便地携带到医疗场所以外的任何地方进行视力检查。另外，本发明在使用过程中无需借助专业技术人员，检测者通过与智能终端的应用程序进行交互，便可完成视力检查，合作要求性较低，方便实现。

附图说明

图1为传统的视力检查方式示意图；

图2为本发明所述视力检查装置的结构示意图；

图3为本发明所述视力检查装置的光学原理图。

其中：1.壳体，2.透镜组，3.智能终端，31.测量图案，32.遮挡图案，4.眼睛。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种眼睛视力检查装置，包括佩戴在头部的壳体，壳体内自远至近依次设置有智能终端和光学透镜组件，如图2所示，靠近人眼的近端设置为仿生人脸弧度的面罩，以保证设备贴合被测者面部，提高检测时的舒适度。

智能终端中内置有应用程序，用于实现测量图案、遮挡图案和结果的显示，人机的交互以及数据的处理，智能终端可以为智能手机等。其中遮挡图案用于遮挡被测者的一只眼睛，以便于准确测量被测者的另一只眼睛，测量图案则用于显示视力测量的视标。

本发明中，智能终端设置有PPI(像素密度)大于300的显示屏，显示屏由规则的紧密排布的像素点组成，其显示图案是通过控制像素点的点亮或者熄灭来实现。市面上通行的智能终端屏幕像素点的大小在0.1mm左右(300PPI)，通过光学透镜组件的放大作用，使其至少能显示国家标准GB-11533-201规定的在标准检查距离下，视力小数记录1.0所对应的尺寸为7.27mm的视标。

光学透镜组件用于改变智能终端上测量图案与人眼之间的光学路径，本发明中，光学透镜组件包括并列设置且分别对应两眼光学路径的两个观察筒，每个观察筒内分别设置有一组透镜组，透镜组用于模拟智能终端与人眼之间的模拟视距为视力表检查标准视距。透镜组包括自远至近依次设置在观察筒内的两面凹透镜和一面凸透镜如图2 所示。

透镜组中的透镜为避免使用过程中形成色差和球差，影响成像后的视标显示效果，造成“E”视标变形或出现边缘模糊的现象，使视标的辨识度变差，本发明的透镜优选具有很好的消除色差效果的胶合透镜和具有良好的消除球差效果的非球面透镜，具体使用时，可以全部使用胶合透镜或者全部使用非球面透镜或者使用胶合透镜与非球面透镜或者普通透镜的组合。

图3为本发明所述的透镜组中各透镜之间的距离参数，其中第一面凹透镜和第二面凹透镜的焦距分别为f1、f2，凸透镜的焦距为f3，智能终端屏幕到第一面凹透镜、第一面凹透镜到第二面凹透镜、第二面凹透镜到凸透镜和凸透镜到眼睛的距离分别为d1、d2、d3和d4，由于眼睛紧邻凸透镜(d4<<D)，其之间的距离d4可以忽略不计，由透镜成像原理可以得到经过透镜组的光学变换后，屏幕所成的像到眼睛的距离为：

透镜组的横向放大率为：当两面凹透镜的焦距f1＝f2＝-15mm，凸透镜的焦距为f3＝80mm，那么该透镜组合则可以将智能终端屏幕显示的视力测试“E”视标成像在视力表的标准检查距离5m处，此时，各透镜之间的距离分别为d1＝30mm，d2＝30mm，d3＝68mm。

当被测者对智能终端测量图案中的视标方向进行判断后，可通过按键模块进行判断结果的确认，按键模块则会将被测者的判断结果实时传输给智能终端。本发明中按键模块可设置在壳体上的手持部位，方便被测者操作，当然，按键模块也可以独立于壳体单独设置；按键模块与智能终端之间可通过有线方式进行数据传输，也可以通过无线网络进行数据传输。

本发明用于进行视力检查时，将智能终端放置于壳体的远端，智能终端屏幕显示视力检查所需的“E”视标，接下来依次为共轴排列的两面凹透镜和一面凸透镜，被测者的眼睛位于凸透镜后面；被测者手持壳体置于眼前，此时智能终端的屏幕上对应被测者左右眼睛的左右两部分分别显示两种不同的图案，被测眼睛通过光学透镜组件中的透镜组注视经过透镜组变换产生的检查“E”视标图案，而另一只眼睛对应的屏幕则显示黑色遮挡图案。

测量图案中用于进行视力检查时，显示的“E”视标图案会以尺寸大小为顺序依次显示，每个尺寸下的“E”视标出现若干次，方向随机，被测者通过操作按键模块来输入其主观认为看到“E”视标的方向，智能终端的应用程序通过对比被测者的输入与“E”视标真实方向的正确与否来判断被测者是否能够看清楚该尺寸下的视标；测试过程中，“E”视标的尺寸不断缩小，直到被测者不能认清半数以上所出现视标的方向为止。此时，返回视标的尺寸，智能终端的应用程序根据视标的尺寸，返回被测者的视力值，显示到智能终端的显示屏上，方便被测者直观查看检查结果。

本发明中，为满足不同瞳距的被测者的视力检查需求，在壳体上还设置了调节机构，用于调节观察筒在壳体内的左右位置，从而使透镜组的轴线与被测眼睛的光轴对齐，提高测量准确率。调节机构的结构优选旋钮与齿轮传动的机械结构。

为方便被测者能够掌握自身一段时间内的视力变化状态，本发明还设置了独立的服务器，服务器与智能终端之间通过无线网络或者移动蜂窝网络进行数据传输，被测者在进行视力检测后，智能终端会通过无线网络或者移动蜂窝网络上传到服务器，对被测者的视力值作记录。另外，服务器还可以存储被测者的个人历史数据和档案，通过分析汇总评判一定时间段内被测者所有测量值的变化趋势，并通过智能终端进行显示，方便被测者对自身视力状况进行评估和预测，及时发现由假性近视到真性近视转变的过程。

Claims (6)

1.一种眼睛视力检查装置，其特征在于：包括佩戴在头部的壳体，壳体内自远至近依次设置有用于实现测量图案和结果显示、人机交互和数据处理的智能终端以及用于改变测量图案与人眼之间光学路径的光学透镜组件，所述智能终端的输入端还连接有向其输入被测者视标判断结果的按键模块；所述光学透镜组件包括并列设置且分别对应两眼光学路径的两个观察筒，每个观察筒内分别设置有用于模拟智能终端与人眼之间的模拟视距为视力表检查标准视距的透镜组。

2.根据权利要求1所述的一种眼睛视力检查装置，其特征在于：所述透镜组包括自远至近依次设置在观察筒内的两面凹透镜和一面凸透镜。

3.根据权利要求2所述的一种眼睛视力检查装置，其特征在于：所述透镜组中的透镜为胶合透镜或/和非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的一种眼睛视力检查装置，其特征在于：所述智能终端设置有PPI大于300的显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种眼睛视力检查装置，其特征在于：所述壳体上还设置有用于调节观察筒在壳体内的左右位置以及与被测眼睛光轴对齐的调节机构。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种眼睛视力检查装置，其特征在于：所述智能终端还通过无线网络或者移动蜂窝网络与用于存储被测者个人历史数据和档案的服务器进行数据传输。