CN111938566A - 一种无人值守视力筛查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人值守视力筛查装置，包括：显示装置和应答装置，所述显示装置和应答装置均与控制装置相连，所述控制装置包括：显示控制单元，用于控制所述显示装置显示检测视标；应答判断单元，用于根据所述应答装置收到的被测人员的回答结果判断被测人员回答是否正确；眼肌调整单元，用于在被测人员回答正确时，控制所述显示装置显示的检测视标的显示状态以放松被测人员的眼肌。本发明能够在检测时减少用户的用眼疲劳和用眼紧张。

Description

一种无人值守视力筛查装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域中的视力检测装置，特别是涉及一种无人值守视力筛查装置。

背景技术

随着社会的发展，在学校公共卫生管理领域，为了保护视力，学校对学生群体视力的筛查和监测要求日益高涨，目前主要筛查装备主要是装有一张标准视力表的灯箱和在标准检查距离上的人工应答式检查。随着电子技术的发展，也出现了电子视力表以及相关的技术。如中国专利文献公开号CN104706314A和CN11035622A所披露的技术方案。

但是目前的电子视力表普遍带有以下缺点。

1.测试标准的基本用眼要求：国际标准五米距离要求人眼处于相对静止状态。而现有电子视力表则需要人机对话，显示屏有部分的文字图标等内容需要被测用户使用视力，其不符合视力检测的基本用眼要求。

2.为了避免进一步用眼紧张，测试标准中含有避免用眼紧张的要求：不得歪头，眯眼，身体站直。而现有电子视力表没有顾及这些要求来避免用眼紧张。

3.电子视力表增加了应答器，用手指盲目操作四个方向键，增加了人体动作的复杂性，加重了被测者的紧张程度；同时误操作率大大超过传统的人工视标缺口方向的手势表达。

4.依然局限于人工测试一人一次的模式。速度慢，不太适应群体规模的视力筛查。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无人值守视力筛查装置，能够在检测时减少用户的用眼疲劳和用眼紧张。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种无人值守视力筛查装置，包括：显示装置和应答装置，所述显示装置和应答装置均与控制装置相连，所述控制装置包括：显示控制单元，用于控制所述显示装置显示检测视标；应答判断单元，用于根据所述应答装置收到的被测人员的回答结果判断被测人员回答是否正确；眼肌调整单元，用于在被测人员回答正确时，控制所述显示装置显示的检测视标的显示状态以放松被测人员的眼肌。

所述眼肌调整单元包括：亮度和暗度调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的亮度和暗度进行略微改变；大小调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的大小进行略微改变。

所述显示控制单元包括：显示子单元，用于以初始状态显示所述检测视标；放大子单元，用于以预设速率对所述检测视标进行放大；判断子单元，用于判断放大后的检测视标是否达到预设视力等级；停留显示子单元，用于在检测视标达到预设视力等级时，在预设时间内停留显示所述放大的检测视标。

所述应答判断单元在所述预设时间内判断出被测人员回答错误时，所述显示控制单元控制显示装置将检测视标继续放大至当前视力等级的下一个视力等级。

所述视力等级的有效数字能够调节。

所述无人值守视力筛查装置还包括面向被测人员并与控制装置相连的图像获取设备，所述图像获取设备用于获取待测人员的人脸图像，所述控制装置包括人脸识别单元，所述人脸识别单元将所述人脸图像与数据库中的人脸进行比对以确定被测人员的身份。

所述图像获取设备还作为所述应答装置，用于获取被测人员的回答结果，所述应答判断单元根据图像分析判断出被测人员的回答结果是否正确。

所述无人值守视力筛查装置还包括语音提示装置，所述语音提示装置用于对被测人员进行语音提示，引导被测人员完成视力检测。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过对检测字符亮度和暗度的变化，以及对其大小进行略微地改变对用户的眼肌进行放松，以避免用眼疲劳。本发明通过以一定的速率放大检测字符，并在达到国际标准视力表规定的视力等级时停留预设时间，在一定程度上避免了用户的冒估性回答，确保测试的准确度。本发明还通过设置不同的应答装置，减少人体动作的复杂性，以减轻用户的紧张程度。本发明还通过应答装置和遮眼装置配合使用满足测试标准中含有避免用眼紧张的要求。同时本发明还能通过为不同的应答装置调制不同的特征信号以实现群体检测的目的。

附图说明

图1是本发明结构方框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种无人值守视力筛查装置，如图1所示，包括：显示装置、应答装置、语音提示装置和控制装置。其中，控制装置分别与显示装置、应答装置和语音提示装置相连。

所述控制装置包括：显示控制单元，用于控制所述显示装置显示检测视标；应答判断单元，用于根据所述应答装置收到的被测人员的回答结果判断被测人员回答是否正确；眼肌调整单元，用于在被测人员回答正确时，控制所述显示装置显示的检测视标的显示状态以放松被测人员的眼肌。显示控制单元和眼肌调整单元可以通过计算机的控制器实现，应答判断单元可以通过计算机的运算器进行比较运算实现。

本实施方式中的显示装置可以采用电子显示屏，其能够以电子显示的方式显示国标准视力表的检测视标。本实施方式中的显示装置仅仅用于显示检测视标，其他人机交互的提示内容使用语音提示装置实现，其能够最大限度地降低使用眼力。本实施方式的语音提示装置用于对被测人员进行语音提示，引导被测人员完成视力测试，以实现无人化检测。当被测人员存在用眼紧张时，可以通过该语音提示装置进行语音提醒。

其中，电子显示屏显示的检测视标由控制装置的显示控制单元进行控制，本实施方式中的显示控制单元包括：显示子单元，用于以初始状态显示所述检测视标；放大子单元，用于以预设速率对所述检测视标进行放大；判断子单元，用于判断放大后的检测视标是否达到预设视力等级；停留显示子单元，用于在检测视标达到预设视力等级时，在预设时间内停留显示所述放大的检测视标。在进行显示时，最好仅仅显示一个字符，显示的字符从最小的5.0级大小开始显示，并且以一定速率增大，当显示的字符达到国际标准视力表规定的视力等级时，停留一定的时间，在停留的这段时间内，被测人员可以通过应答装置进行回答，如果被测人员没有做出正确回答，当停留时间过后，显示控制单元控制电子显示屏上显示的字符继续增大，这样就在一定程度上避免了被测人员的冒估性的回答。

由于检测字符是从小到大连续地变化，因此本实施方式中视力等级的差值的有效数字能够调节，最好将国际标准视力表两位有效数字的等级进一步细分，使得有效数字为三位，如1.50,1.51,1.52,1.53等等可以更加精细地为被测人员提供视力变化的轨迹和时间函数，从而使被测人员能动地进行视力保护。对于新用户可以对照标准视力表人工检查评定方法：从0.1测起逐个测试，遇到判错，此行上一行即为该用户的初始视力。

由于以三位有效数字递进时，可以为被测人员提供更加精准的细化的视力等级。帮助所述被测人员有效地利用本装置来客观检验视力进步的信息，同时这样的检验方法使得国际标准和国家标准所摒弃的“眯眼或冒判”显得没有必要了，从而解决了传统的人工视力检测中对“眯眼或冒判”无法量化判定的难题，同时较好避免了在无人值守的本装置中同样命题的判定问题。而对于需要按照医学规范提供标准的两位有效数字视力等级的，只要将上述有效数字规整为两位有效数字就行。

在被测人员接受检查时，眼肌是高度紧张的，必然影响检查的准确性。因此适当地，适时地放松眼肌可以更加科学地得出被测人员真实的视力等级。本实施方式中通过控制装置中的眼肌调整单元实现上述目的，其中，眼肌调整单元包括：亮度和暗度调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的亮度和暗度进行略微改变；大小调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的大小进行略微改变。具体操作过程如下：当应答判断单元根据所述应答装置收到的被测人员的回答结果判断被测人员回答正确时，检测的字符不再继续变大，而是通过眼肌调整单元控制所述电子显示屏上显示的字符在亮度和暗度以及大小进行略微改变，其中，略微改变是指肉眼不易辨别出的改变，这种方式能够充分调节放松被测人员的眼肌，其后显示的检测字符在变小等级后继续执行逐渐放大的测试。

值得一提的是，用视力表的检测视标实现放松眼肌克服了视力检查中的偏见，本领域中通常认为电子显示屏的使用是积累眼睛疲劳的，因此本发明通过调整视力表的检测视标纠正了视力检查中的偏见，通过适当地，适时地放松眼肌更加科学地保证视力等级准确性。

本实施方式的无人值守视力筛查装置还包括面向被测人员并与控制装置相连的图像获取设备，该图像获取设备可以是摄像头，通过该摄像头可以获取待测人员的人脸图像，所述控制装置包括人脸识别单元，所述人脸识别单元将摄像头获取的人脸图像与数据库中的人脸进行比对以确定被测人员的身份。本实施方式的摄像头还能够作为应答装置，控制装置的应答判断单元能够通过人工智能识别摄像头获取的图像，并对图像进行分析辨别受检查者的回答代表字符缺口方向或挥手方向，如此可以减少了应答器这一部件，同时减少了使用应答器的用眼负担。

本实施方式中的应答装置可以是垂直式方向应答器，所述垂直式方向应答器垂直式方向应答器包括一位于被测人员检测区域的垂直设置的圆盘，所述圆盘设有与所述圆盘圆心垂直的转轴，所述转轴与显示装置显示面的法线平行，所述圆盘的边缘有用于操纵圆盘转动的凸起或者圆孔，该凸起可以通过一个手指进行操控或通过两三个手指捏住操控，该圆孔可以宽松地容纳手指。被测人员在进行回答时，可以通过凸起或圆孔操纵圆盘在垂直于地面的平面上转动，以实现与显示屏显示的检测视标的缺口方向同步。此时圆盘上设置的方位传感器能够检测到圆盘的方位数据，并将检测到的方位数据传输至控制装置，控制装置的应答判断单元则根据该方位数据判断被测人员回答是否正确。

值得一提的是，该垂直式方向应答器是一个基于行为科学的设计，与人工检查的手势异曲同工，不会给被测人员增加动作的复杂性，并且有效地降低了因为操作误解而引起的误差率。需要指出的是，该圆盘可以进一步设计成倾斜的角度，以改善操纵的舒适性，倾斜角度优选为类似汽车方向盘的平面，该平面是一个已经被行为科学证实了的最佳优选角度。

本实施方式中的应答装置还可以是方向判别装置，所述方向判别装置位于被测人员检测区域，包括至少两个方向的方位传感器，如上、下、左、右四个方位传感器，该是个方位传感器设置在一个平台上，并与所述控制装置相连。当遮挡住其中一个方位传感器时，被遮挡的方位传感器则会向控制装置传递一个信号，该信号表示被测人员选择的信号，此时控制装置的应答判断单元可以根据该信号判断被测人员回答是否正确。

需要说的是，该方向判别装置也可以使用负逻辑设计，即通过被测人员的手平面同时遮住四个方位传感器，手移动方向表示视标的缺口方向，最后一个解除遮盖的方位传感器所在的方向即为视标缺口方向，此时最后一个方位传感器发出的控制信号的脉冲与上述正逻辑设计恰好相反，控制装置的应答判断单元可以根据该信号判断被测人员回答是否正确。值得一提的是，该方向判别装置所在的平台同样有一个倾斜角度，该倾斜角度同样优选为类似汽车方向盘的平面。

本实施方式中的应答装置还可以包括点动式有源应答器和信号接收器。所述点动式有源应答器用于向所述信号接收器发出信号，所述信号接收器与所述控制装置相连。例如点动式有源应答器用于向所述信号接收器发出红外信号或特定的调制信号，信号接收器可以接收该信号，该调制信号可以是固定频率和脉宽的脉冲信号。当使用这种应答装置时，需要预先规定一个固定的缺口指示方向，如向上，只有检测视标的缺口方向向上时，按动点动式有源应答器时则回答正确，当检测视标的缺口指向为其他方向时，按动点动式有源应答器时则表示回答错误，此时控制装置的应答判断单元只需要根据信号接收器是否收到信号即可判断被测人员回答是否正确。值得一提的是，该点动式有源应答器同样可以采用负逻辑设计，即只有检测视标的缺口方向向上时，不按动点动式有源应答器时则表示回答正确，当检测视标的缺口指向为其他方向时，不按动点动式有源应答器时则表示回答错误。这种方式与正逻辑设计时在应答时效果相同，但是在负逻辑设计还能够用于对被测人员是否在位进行测试，由于负逻辑设计是在不按动点动式有源应答器时产生信号至信号接收器，因此当被测人员在位时便可得知其是否在位，从而实现在位测试。该方式还可以结合语音提示装置调整被测人员的站位，以确保被测人员发出的回答能够被信号接收器接收到。

值得一提的是，本实施方式中，在显示屏平面法线方向一定距离处，如五米均匀地围绕法线方向(垂直方向)以五米为半径地设置多人检测，此时每人手持一个点动式有源应答器，所述多个点动式有源应答器与信号控制器相连，所述信号控制器用于控制所述多个点动式有源应答器在自身不同的时间区间内有效，使得信号接收器在不同的时间区间内接收到的信号只有一个；所述控制装置的应答判断单元根据所述信号接收器在不同时间区间内接收到的信号判断不同被测人员的回答是否正确。由于被测人员相互之间是互相锁定的，在一个时间区间仅仅允许一个被测人员发出信号，其余被测人员则静默，下一个时间区间则换一个被测人员发出信号，其余被测人员则静默，以此类推构成一个循环。为此在群测时，通过设置与点动式有源应答器连接的控制器来控制循环发射信号，避免造成相互信号之间的干扰，从而实现多人群体测试。

本实施方式中的应答装置还可以包括反射式无源点动应答器、信号发射器和信号接收器，所述信号发射器和信号接收器均与所述控制装置相连；所述信号发射器用于向所述反射式无源点动应答器发出信号，所述信号接收器用于接收经过反射式无源点动应答器的反射信号；所述反射式无源点动应答器用于控制信号发射器发出的信号是否进行反射。

采用反射式无源点动应答器相比于点动式有源应答器而言无需考虑应答器的通讯问题。所述反射式无源点动应答器可以是全反射光学反射器，其是一种无源器件。信号发射器和信号接收器可以设置在显示屏及其周边位置。该全反射光学反射器为一个三棱柱的光学透镜其横截面为顶角为90度的等腰三角形，当光线从所述等腰三角形底边所在平面射入经两次90度反射后从射入面全部反射回去。当所述光全反射器弹起反射光信号时，入射和反射的光学平面的法线指向配套地在显示屏及其周边位置设置一对发射和接收器。信号发射器发射调制的光信号，信号接收器接收经过全反射光学反射器反射的调制的光信号，调制的光信号可以是红外调制信号，当反射式无源点动应答器按下时，光全反射器弹起，将调制的光信号反射回去使得信号接收器接收到信号从而实现应答。所述反射式无源点动应答器还可以采用警示反光薄膜，其是一种在汽车或助动车尾部粘贴的光学薄膜，同理，可以使用汽车尾部尾灯上的全反射光学器件，其采用有机光学材料制成。值得一提的是，反射式无源点动应答器按下时也可以使得光全反射器收起，如此调制的光信号无法反射回去，使得信号接收器无法收到信号从而实现应答。这两种方式都能实现应答，其在应答时与点动式有源应答器类似，均需要预先规定一个固定的缺口指示方向，其判断被测人员回答是否正确的方式与点动式有源应答器相同，在此不做赘述。同理，在使用负逻辑设计时，同样可以用于受测客户是否在位的测试，在此不做赘述。

由于反射式无源点动应答器按下时可以使得光全反射器收起，如此调制的光信号无法反射回去，这种反射式无源点动应答器可以安装在遮眼器背面，通过与遮眼器的组合能够满足测试标准中含有避免用眼紧张的要求。当该反射式无源点动应答器安装在遮眼器背面时，如果遮眼器转动了一定的角度，由于光全反射器的位置发生改变，因此其无法将信号发射器发出的光调制信号反射至信号接收器，从而使得信号接收器无法接收到信号，如此便可以监测被测人员的体态，如标准视力测试规定的“不得歪头，身体站直”效果。

本实施方式中，所述反射式无源点动应答器为多个，每个反射式无源点动应答器被分配一个不同的特征信号，所述信号发射器向各个的反射式无源点动应答器发出对应的不同特征的信号；所述控制装置的应答判断单元根据所述信号接收器接收到的不同特征的信号判断不同被测人员的回答是否正确。

具体为：在显示屏平面法线方向一定距离处，如五米均匀地围绕法线方向(垂直方向)以五米为半径地设置多人检测。每人持无源反射式点动应答器。信号发射器和信号接收器同样设置在显示屏及其周边位置，用于发射调制的光信号和接收经过反射的调制的光信号，该调制光信号针对不同的被测人员具有不同的特征。如此每个被测人员的无源反射式点动应答器均被配置了不同的调制信号，信号发射器依次发射各人的调制的特征信号，此时由于每个被测人员的无源反射式点动应答器均被配置了不同的调制信号，因此只有与信号发射器配置相同的调制特征信号的无源反射式点动应答器才能被唤醒，此时该无源反射式点动应答器可以回答检测视标缺口的应答信号，而其余的无源反射式点动应答器智能处于静默状态，此时接收器接收到的信号是该无源反射式点动应答器对应被测人员的应答信息，如此只需发射器依次发射不同特征的调制信号即可实现使不同被测人员进行回答，从而实现多人测试的目的。值得一提的是，在进行多人测试时，可以从受测单位档案中选取视力等级相近的被测人员一起测试以提高效率，实现技术上的进步。

本实施方式的无人值守视力筛查装置的硬件系统由主处理器，显示屏，摄像头，数据库，并且有一个数据传输接口，相互间由数据总线连接，组成一台系统。其中，主处理器，是自成系统整台计算机，作为控制装置。显示屏和摄像头成套配对使用。在系统内至少有一套。需要指出的是当主处理器是整台计算机时，一个系统内有N套显示屏和摄像头。此外，显示屏和摄像头可以安装在一个机箱内，并且可以带上一个应答接受装置，与应答接受装置配套的是应答器，所述应答器反射的信号是红外，或者是无线信号。数据库，用来储存学校学生的历史视力档案。

需要指出的是使用单台无人值守视力筛查装置即只含有一套显示屏和摄像头的那种装置，在学校内多处安装时，需要一台计算机来组成系统。同时无论是用多套显示屏摄像头还是多台无人值守视力筛查装置，它们之间的数据传输可以是无线技术。

无人值守视力筛查装置在使用时：首先开机初始化程序，接着进入值守状态，当有受检查者触发并启动视力检查程序时，启动人脸识别程序，如果是视力检查档案在册人员，则提示受检查者，姓名等个人必要的信息，供核对确认；如果不是视力检查档案在册人员，屏幕显示或语音提示视力检查程序的步骤和操作方法，初次使用无人值守视力筛查装置的受检查者可以启动学习操作程序。之后便可开始视力检查程序。

不难发现，本发明通过对检测字符亮度和暗度的变化，以及对其大小进行略微地改变对用户的眼肌进行放松，以避免用眼疲劳。本发明通过以一定的速率放大检测字符，并在达到国际标准视力表规定的视力等级时停留预设时间，在一定程度上避免了用户的冒估性回答，确保测试的准确度。本发明还通过设置不同的应答装置，减少人体动作的复杂性，以减轻用户的紧张程度。本发明还通过应答装置和遮眼装置配合使用满足测试标准中含有避免用眼紧张的要求。同时本发明还能通过为不同的应答装置调制不同的特征信号以实现群体检测的目的。

Claims (8)

1.一种无人值守视力筛查装置，其特征在于，包括：显示装置和应答装置，所述显示装置和应答装置均与控制装置相连，所述控制装置包括：显示控制单元，用于控制所述显示装置显示检测视标；应答判断单元，用于根据所述应答装置收到的被测人员的回答结果判断被测人员回答是否正确；眼肌调整单元，用于在被测人员回答正确时，控制所述显示装置显示的检测视标的显示状态以放松被测人员的眼肌。

2.根据权利要求1所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，所述眼肌调整单元包括：亮度和暗度调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的亮度和暗度进行略微改变；大小调节子单元，用于对显示装置显示的检测视标的大小进行略微改变。

3.根据权利要求1所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，所述显示控制单元包括：显示子单元，用于以初始状态显示所述检测视标；放大子单元，用于以预设速率对所述检测视标进行放大；判断子单元，用于判断放大后的检测视标是否达到预设视力等级；停留显示子单元，用于在检测视标达到预设视力等级时，在预设时间内停留显示所述放大的检测视标。

4.根据权利要求3所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，所述应答判断单元在所述预设时间内判断出被测人员回答错误时，所述显示控制单元控制显示装置将检测视标继续放大至当前视力等级的下一个视力等级。

5.根据权利要求4所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，所述视力等级的有效数字能够调节。

6.根据权利要求1所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，还包括面向被测人员并与控制装置相连的图像获取设备，所述图像获取设备用于获取待测人员的人脸图像，所述控制装置包括人脸识别单元，所述人脸识别单元将所述人脸图像与数据库中的人脸进行比对以确定被测人员的身份。

7.根据权利要求6所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，所述图像获取设备还作为所述应答装置，用于获取被测人员的回答结果，所述应答判断单元根据图像分析判断出被测人员的回答结果是否正确。

8.根据权利要求1所述的无人值守视力筛查装置，其特征在于，还包括语音提示装置，所述语音提示装置用于对被测人员进行语音提示，引导被测人员完成视力检测。

Images