CN112617736A - Ar双眼视功能评估和训练设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了AR双眼视功能评估和训练设备，涉及人眼检测技术领域，具体为包括AR头罩框架、屏幕调节机构和额枕组件，所述AR头罩框架的左端内部开设调节滑槽，所述屏幕调节机构设置于调节滑槽内部，所述额枕组件活动连接于螺纹拧柱的底部右侧，所述螺纹拧柱的底部左侧连接有眼球追踪机构，所述调节转轴的底部固定有吸附磁板。该AR双眼视功能评估和训练设备，可对眼球活动轨迹进行捕捉采集，并基于眼球活动轨迹通过计算机可计算出双眼协调度，双眼注视稳定性和追视速度以及立体视锐度检测，并可以将外界环境融入AR场景中，人体头部随场景变化的同时进行同步场景活动，并通过人机对话活动了解不同场景下双眼视功能情况，得到双眼视功能评估结果。
Description
技术领域
本发明涉及人眼检测技术领域，具体为AR双眼视功能评估和训练设备。
背景技术
目前AR眼罩、头盔可以模拟各种虚拟场景，常配合计算机技术来检测判断人们眼睛的视力问题，即通过改变场景的颜色、大小、远近等方式来判断人们双眼的视力度数以及色盲判别，以击球举例来说，眼睛去追踪球或者是用手眼脑协调的方式去完成一些开车定位等任务，或者是将球打到一个固定的位置，判断各种场景下双眼的立体视功能，利用场景中不同的颜色，完成对色觉和对比度视力以及双眼追踪速度、注视稳定性和固视能力的检测。
现有的AR眼罩、头盔只能针对双眼的屈光度数进行检测，无法对双眼的色觉情况、对比敏感度视力以及运动轨迹和立体视功能进行追踪，从而无法对双眼视功能进行判断，更无法针对性训练，为此，我们推出了AR双眼视功能评估和训练设备。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了AR双眼视功能评估和训练设备，解决了上述背景技术中提出现有的AR眼罩、头盔只能针对双眼的屈光度数进行检测，无法对双眼的色觉情况、对比敏感度视力以及运动轨迹和立体视功能进行追踪，从而无法对双眼视功能进行判断，更无法针对性训练的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：AR双眼视功能评估和训练设备，包括AR头罩框架、屏幕调节机构和额枕组件，所述AR头罩框架的左端内部开设调节滑槽，所述屏幕调节机构设置于调节滑槽内部，所述屏幕调节机构包括齿条滑轨、齿轮轴、阻尼转轴和场景显示屏，且齿条滑轨的表面设置有齿轮轴，所述齿轮轴的中段连接有阻尼转轴，且阻尼转轴的底部固定有场景显示屏，所述AR头罩框架内部中段的顶端设置有螺纹孔管，且螺纹孔管的内部贯穿有螺纹拧柱，所述额枕组件活动连接于螺纹拧柱的底部右侧，所述额枕组件包括底部件、适应弹簧、额头件和贴合棉，且底部件的内部固定有适应弹簧，所述适应弹簧的顶端连接有额头件，且额头件的侧面设置有贴合棉，所述螺纹拧柱的底部左侧连接有眼球追踪机构，所述眼球追踪机构包括微型伺服电机、调节转轴、吸附磁板和眼动仪设备，且微型伺服电机的一侧连接有调节转轴，所述调节转轴的底部固定有吸附磁板，且吸附磁板的内部连接有眼动仪设备。
可选的，所述齿轮轴与齿条滑轨之间呈齿合连接，且齿轮轴与阻尼转轴之间呈活动连接，而且场景显示屏通过阻尼转轴与齿轮轴之间构成可调节结构。
可选的，所述场景显示屏通过齿轮轴与齿条滑轨之间构成滑动结构，且齿轮轴贯穿调节滑槽侧面。
可选的，所述螺纹拧柱与螺纹孔管之间呈螺纹连接，且螺纹孔管与AR头罩框架之间呈注塑一体化结构。
可选的，所述额头件通过适应弹簧与底部件之间构成弹性结构，且额头件呈弧形结构。
可选的，所述额头件的侧面与贴合棉的侧面相贴合，且额头件与贴合棉之间的连接方式为粘接，而且额头件通过螺纹拧柱、螺纹孔管与AR头罩框架之间构成升降结构。
可选的，所述微型伺服电机与螺纹拧柱之间呈活动连接，且吸附磁板通过调节转轴与微型伺服电机之间构成可调节结构，而且吸附磁板与眼动仪设备之间呈吸附连接。
可选的，所述吸附磁板呈凹形状，且眼动仪设备通过吸附磁板构成半包围结构，而且眼动仪设备、微型伺服电机通过螺纹拧柱、螺纹孔管与AR头罩框架之间构成升降结构。
可选的，所述眼动仪设备通过蓝牙或WIFI网络与计算机相连接。
本发明提供了AR双眼视功能评估和训练设备，具备以下有益效果：
1.该AR双眼视功能评估和训练设备，场景显示屏通过齿轮轴可沿齿条滑轨表面滑动从而调节场景显示屏与人眼之间的间距，保障各类人眼观测时的清晰度，而齿轮轴与齿条滑轨齿合连接方便随时固定位置，避免随意滑动，而且通过掰动场景显示屏可使其通过阻尼转轴调整倾斜角度，从而提高人眼观测时的舒适度，保障场景显示屏处于人眼观测的中心部位。
2.该AR双眼视功能评估和训练设备，额头件通过螺纹孔管、螺纹拧柱与AR头罩框架之间的配合实现升降，有利于适应不同头形的人体，保障额头件始终可贴于人体额头部位，而额头件贴于人体额头部位可提高该设备的稳定性，避免晃动，同时额头件通过适应弹簧具有弹性有利于提高其与额头表面的贴合紧实度。
3.该AR双眼视功能评估和训练设备，基于人体眼部与额头部位的通常比列将眼动仪设备与额头件之间间距进行设置，而眼动仪设备会随额头件同步升降，从而始终将眼部纳入采集范围，有利于对眼球的运动轨迹进行捕捉，再通过与计算机数据相连有利于计算出双眼的眼球运动协调度、稳定性和准确性以及双眼立体视锐度等双眼视功能指标，并在训练时可以捕捉眼动情况了解训练效果，而且眼动仪设备与吸附磁板基于磁性吸附连接，方便拆装进行更换或清理维护，而且眼动仪设备通过微型伺服电机发生旋转调节倾斜角度，有利于调节采集范围，方便精准捕捉眼球活动轨迹。
4.该AR双眼视功能评估和训练设备，在实现视力检测判别的同时可对色觉和对比敏感度视力以及眼球活动轨迹进行捕捉采集，并基于眼球活动轨迹和注视稳定性以及固视能力等指标通过计算机可计算出双眼协调度和双眼视功能，而且场景显示屏与人眼的间距得以调节的同时亦可调节场景显示屏的倾斜角度，从而提高人体观测时的舒适度和清晰度，且人体头部随虚拟场景变化的同时可以看到真实场景的事物，有助于了解患者真实世界的双眼视功能情况。
附图说明
图1为本发明整体外观结构示意图；
图2为本发明调节滑槽内部结构示意图；
图3为本发明AR头罩框架内部结构示意图；
图4为本发明吸附磁板正视结构示意图。
图中：1、AR头罩框架；2、调节滑槽；3、屏幕调节机构；4、齿条滑轨；5、齿轮轴；6、阻尼转轴；7、场景显示屏；8、螺纹孔管；9、螺纹拧柱；10、额枕组件；11、底部件；12、适应弹簧；13、额头件；14、贴合棉；15、眼球追踪机构；16、微型伺服电机；17、调节转轴；18、吸附磁板；19、眼动仪设备。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图4，本发明提供技术方案：AR双眼视功能评估和训练设备，包括AR头罩框架1、屏幕调节机构3和额枕组件10，AR头罩框架1的左端内部开设调节滑槽2，屏幕调节机构3设置于调节滑槽2内部，屏幕调节机构3包括齿条滑轨4、齿轮轴5、阻尼转轴6和场景显示屏7，且齿条滑轨4的表面设置有齿轮轴5，齿轮轴5的中段连接有阻尼转轴6，且阻尼转轴6的底部固定有场景显示屏7，齿轮轴5与齿条滑轨4之间呈齿合连接，且齿轮轴5与阻尼转轴6之间呈活动连接，而且场景显示屏7通过阻尼转轴6与齿轮轴5之间构成可调节结构，场景显示屏7通过齿轮轴5与齿条滑轨4之间构成滑动结构，且齿轮轴5贯穿调节滑槽2侧面，通过握持齿轮轴5贯穿调节滑槽2的一端进行顺时针或逆时针的转动可使得齿轮轴5沿齿条滑轨4表面进行水平左右滑动，从而调节场景显示屏7与人眼之间的间距，有利于适应不同人眼的焦距，提高场景画面的清晰度，同时通过掰动场景显示屏7可使其通过阻尼转轴6调整倾斜角度，从而提高人眼观测时的舒适度，保障场景显示屏7处于人眼观测的中心部位；
AR头罩框架1内部中段的顶端设置有螺纹孔管8，且螺纹孔管8的内部贯穿有螺纹拧柱9，额枕组件10活动连接于螺纹拧柱9的底部右侧，额枕组件10包括底部件11、适应弹簧12、额头件13和贴合棉14，且底部件11的内部固定有适应弹簧12，适应弹簧12的顶端连接有额头件13，且额头件13的侧面设置有贴合棉14，螺纹拧柱9与螺纹孔管8之间呈螺纹连接，且螺纹孔管8与AR头罩框架1之间呈注塑一体化结构，额头件13通过适应弹簧12与底部件11之间构成弹性结构，且额头件13呈弧形结构，额头件13的侧面与贴合棉14的侧面相贴合，且额头件13与贴合棉14之间的连接方式为粘接，而且额头件13通过螺纹拧柱9、螺纹孔管8与AR头罩框架1之间构成升降结构，AR头罩框架1佩戴于人体头部时，额头件13贴于人体额头部位，而通过转动螺纹拧柱9可使其沿螺纹孔管8内部下沉或抬升从而调节额头件13的高度，有利于适应不同头形的人体，保障额头件13始终可贴于人体额头部位，而额头件13贴于人体额头部位可提高该设备的稳定性，避免晃动，同时额头件13通过适应弹簧12与底部件11之间产生弹性使得额头件13与额头表面的贴合紧实度得以提高，而且额头件13的侧面连接有贴合棉14可提高与额头贴合时的舒适度；
螺纹拧柱9的底部左侧连接有眼球追踪机构15，眼球追踪机构15包括微型伺服电机16、调节转轴17、吸附磁板18和眼动仪设备19，且微型伺服电机16的一侧连接有调节转轴17，调节转轴17的底部固定有吸附磁板18，且吸附磁板18的内部连接有眼动仪设备19，微型伺服电机16与螺纹拧柱9之间呈活动连接，且吸附磁板18通过调节转轴17与微型伺服电机16之间构成可调节结构，而且吸附磁板18与眼动仪设备19之间呈吸附连接，吸附磁板18呈凹形状，且眼动仪设备19通过吸附磁板18构成半包围结构，而且眼动仪设备19、微型伺服电机16通过螺纹拧柱9、螺纹孔管8与AR头罩框架1之间构成升降结构，眼动仪设备19通过蓝牙或WIFI网络与计算机相连接，眼动仪设备19通过其内部的六个红外摄像头采集双眼眼球的运动轨迹，且六个红外摄像头分为两组，每组对应一个眼球，有利于从不同角度对眼球运动轨迹进行采集，而且基于人体眼部与额头部位的通常比列将眼动仪设备19与额头件13之间间距进行设置，而眼动仪设备19会随额头件13同步升降，从而始终将眼部纳入采集范围，有利于对眼球的运动轨迹进行捕捉，且眼动仪设备19与吸附磁板18基于磁性吸附连接，方便拆装进行更换或清理维护，而通过微型伺服电机16带动调节转轴17双向转动可使眼动仪设备19发生旋转调节倾斜角度，有利于调节采集范围，方便精准捕捉眼球活动轨迹，而且眼动仪设备19与场景显示屏7通过蓝牙或WIFI网络与计算机相连接实现数据传递的作用，方便针对性训练用的数据传递，从而实现眼球训练的目的，即训练所用的场景画面传输至场景显示屏7上，由眼球活动追寻场景画面上的物体来达到训练目的，眼动仪设备19追踪眼球活动轨迹并将数据传输至计算机中进行计算判别，从而对双眼视功能进行判断，并基于判断结构传输对应的训练场景画面来达到针对性训练，并且眼动仪设备19与吸附磁板18基于磁性吸附连接，方便拆装进行更换或清理维护，而通过微型伺服电机16带动调节转轴17双向转动可使眼动仪设备19发生旋转调节倾斜角度，有利于调节采集范围，方便精准捕捉眼球活动轨迹。
综上，该AR双眼视功能评估和训练设备，使用时，首先AR头罩框架1佩戴于人体头部，此时通过转动螺纹拧柱9可使其沿螺纹孔管8内部下沉或抬升从而调节额头件13的高度，有利于适应不同头形的人体，保障额头件13始终可贴于人体额头部位，同时额头件13通过适应弹簧12与底部件11之间产生弹性使得额头件13与额头表面的贴合紧实度得以提高，然后额头件13的侧面连接有贴合棉14可提高与额头贴合时的舒适度，，接着人体双眼聚焦于场景显示屏7，场景显示屏7表面产生虚拟场景的图像，此时通过握持齿轮轴5贯穿调节滑槽2的一端进行顺时针或逆时针的转动可使得齿轮轴5沿齿条滑轨4表面进行水平左右滑动，从而调节场景显示屏7与人眼之间的间距，有利于适应不同人眼的焦距，提高场景画面的清晰度，同时通过掰动场景显示屏7可使其通过阻尼转轴6调整倾斜角度，从而提高人眼观测时的舒适度，保障场景显示屏7处于人眼观测的中心部位，随后人体眼球随场景变化会发生运动，此时眼动仪设备19通过其内部的六个红外摄像头采集双眼眼球的运动轨迹，且六个红外摄像头分为两组，每组对应一个眼球，有利于从不同角度对眼球运动轨迹进行采集，而且基于人体眼部与额头部位的通常比列将眼动仪设备19与额头件13之间间距进行设置，而眼动仪设备19会随额头件13同步升降，从而始终将眼部纳入采集范围，有利于对眼球的运动轨迹进行捕捉，而且眼动仪设备19与场景显示屏7通过蓝牙或WIFI网络与计算机相连接实现数据传递的作用，方便针对性训练用的数据传递，从而实现眼球训练的目的，即训练所用的场景画面传输至场景显示屏7上，由眼球活动追寻场景画面上的物体来达到训练目的，眼动仪设备19追踪眼球活动轨迹并将数据传输至计算机中进行计算判别，从而对双眼视功能进行判断，并基于判断结构传输对应的训练场景画面来达到针对性训练，最后眼动仪设备19与吸附磁板18基于磁性吸附连接，方便拆装进行更换或清理维护，而通过微型伺服电机16带动调节转轴17双向转动可使眼动仪设备19发生旋转调节倾斜角度，有利于调节采集范围，方便精准捕捉眼球活动轨迹，眼动仪设备19的型号为Eye-Tracker-4C。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.AR双眼视功能评估和训练设备，包括AR头罩框架(1)、屏幕调节机构(3)和额枕组件(10)，其特征在于：所述AR头罩框架(1)的左端内部开设调节滑槽(2)，所述屏幕调节机构(3)设置于调节滑槽(2)内部，所述屏幕调节机构(3)包括齿条滑轨(4)、齿轮轴(5)、阻尼转轴(6)和场景显示屏(7)，且齿条滑轨(4)的表面设置有齿轮轴(5)，所述齿轮轴(5)的中段连接有阻尼转轴(6)，且阻尼转轴(6)的底部固定有场景显示屏(7)，所述AR头罩框架(1)内部中段的顶端设置有螺纹孔管(8)，且螺纹孔管(8)的内部贯穿有螺纹拧柱(9)，所述额枕组件(10)活动连接于螺纹拧柱(9)的底部右侧，所述额枕组件(10)包括底部件(11)、适应弹簧(12)、额头件(13)和贴合棉(14)，且底部件(11)的内部固定有适应弹簧(12)，所述适应弹簧(12)的顶端连接有额头件(13)，且额头件(13)的侧面设置有贴合棉(14)，所述螺纹拧柱(9)的底部左侧连接有眼球追踪机构(15)，所述眼球追踪机构(15)包括微型伺服电机(16)、调节转轴(17)、吸附磁板(18)和眼动仪设备(19)，且微型伺服电机(16)的一侧连接有调节转轴(17)，所述调节转轴(17)的底部固定有吸附磁板(18)，且吸附磁板(18)的内部连接有眼动仪设备(19)。
2.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述齿轮轴(5)与齿条滑轨(4)之间呈齿合连接，且齿轮轴(5)与阻尼转轴(6)之间呈活动连接，而且场景显示屏(7)通过阻尼转轴(6)与齿轮轴(5)之间构成可调节结构。
3.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述场景显示屏(7)通过齿轮轴(5)与齿条滑轨(4)之间构成滑动结构，且齿轮轴(5)贯穿调节滑槽(2)侧面。
4.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述螺纹拧柱(9)与螺纹孔管(8)之间呈螺纹连接，且螺纹孔管(8)与AR头罩框架(1)之间呈注塑一体化结构。
5.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述额头件(13)通过适应弹簧(12)与底部件(11)之间构成弹性结构，且额头件(13)呈弧形结构。
6.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述额头件(13)的侧面与贴合棉(14)的侧面相贴合，且额头件(13)与贴合棉(14)之间的连接方式为粘接，而且额头件(13)通过螺纹拧柱(9)、螺纹孔管(8)与AR头罩框架(1)之间构成升降结构。
7.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述微型伺服电机(16)与螺纹拧柱(9)之间呈活动连接，且吸附磁板(18)通过调节转轴(17)与微型伺服电机(16)之间构成可调节结构，而且吸附磁板(18)与眼动仪设备(19)之间呈吸附连接。
8.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述吸附磁板(18)呈凹形状，且眼动仪设备(19)通过吸附磁板(18)构成半包围结构，而且眼动仪设备(19)、微型伺服电机(16)通过螺纹拧柱(9)、螺纹孔管(8)与AR头罩框架(1)之间构成升降结构。
9.根据权利要求1所述的AR双眼视功能评估和训练设备，其特征在于：所述眼动仪设备(19)通过蓝牙、WIFI网络与计算机相连接。
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