CN112807200A - 斜视训练设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种斜视训练设备,其特征在于,包括显示模块;图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;眼动点计算模块;斜视训练图像位移范围计算模块,或斜视训练棱镜度范围计算模块。本发明具有的有益效果是:在保持双眼融合视的基础上,通过对斜视患者进行视觉训练,逐渐减小斜视度,达到不开刀治疗斜视的效果。
Description
技术领域
本发明涉及眼科医疗器械领域,具体涉及一种斜视训练设备。
背景技术
斜视是眼科的常见疾病。斜视的治疗方法目前主要是手术治疗和视觉训练。通常来说,斜视患者可先尝试视觉训练,如果通过视觉训练即可恢复正常,则避免了手术开刀给患者带来的身心痛苦,也避免了手术可能带来的副作用。
传统的视觉训练方法一般是佩戴棱镜进行双眼视觉训练,而视觉训练时棱镜度的选择目前存在困难。因为如果视觉训练棱镜度等于斜视棱镜度,患者主观虽然感到比较舒适,但眼睛肌肉维持在一个较大的斜视状态,不易通过训练改变斜视度,导致训练效果不佳;而如果视觉训练棱镜度比斜视棱镜度小得过多,接近双眼视觉聚散的极限,则患者会感觉很不舒适,容易视觉疲劳,对训练效果带来不利影响;甚至如果视觉训练棱镜度超出了双眼视觉聚散的极限,破坏了融合状态,将导致患者出现复视或混淆视,这样也不能实现有效的视觉训练效果。
发明内容
本发明的目的是:提供一种在保持双眼融合视的基础上对斜视患者进行视觉训练的设备。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是提供了一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块,可显示仅左眼单眼可见的图像;可显示仅右眼单眼可见的图像;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,显示模块显示仅左眼可见的标定视标;右眼单眼标定时,显示模块显示仅右眼可见的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练图像位移范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼;设显示模块显示的仅非斜视眼可见的图像为图像一,设显示模块显示的仅斜视眼可见的图像为图像二;通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)在被测者正前方显示仅非斜视眼可见的图像一,图像一为视标A;让被测者注视视标A,此时非斜视眼的眼动点和视标A重合,记录此时斜视眼的眼动点所在的位置,设为初始位置S0,在初始位置S0显示仅斜视眼可见的图像二,图像二为视标B,初始位置S0和视标A所在位置的距离为P0;视标B和视标A大小形状相同;
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,在移动的过程中,定义P为视标B和初始位置S0的距离,定义E为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值;
(c)设置阈值D0,找到D≤D0时所对应的最大P值P1;
(d)斜视训练图像位移范围为:图像二相对于图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向;在斜视训练过程中,让非斜视眼看图像一,让斜视眼看图像二,进行斜视训练。
本发明的另一个技术方案是提供了一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块,可显示仅左眼单眼可见的图像;可显示仅右眼单眼可见的图像;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,显示模块显示仅左眼可见的标定视标;右眼单眼标定时,显示模块显示仅右眼可见的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练图像位移范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼,已知斜视眼的斜视棱镜度为L0;已知双眼和显示模块的距离是Z0;设显示模块显示的仅非斜视眼可见的图像为图像一,设显示模块显示的仅斜视眼可见的图像为图像二;通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)在被测者正前方显示仅非斜视眼可见的图像一,图像一为视标A,让被测者注视视标A;另外显示仅斜视眼可见的图像二,图像二为视标B,视标B的显示位置和视标A的显示位置的连线方向为斜视眼斜视的方向,视标B和视标A的初始距离P0=(Z0×L0)/100,记录此时视标B所在的位置为视标B初始位置S0,视标B和视标A大小形状相同;
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,在移动的过程中,定义P为视标B和视标B初始位置S0的距离,定义E为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值;
(c)设置阈值D0,找到D≤D0时所对应的最大P值P1;
(d)斜视训练图像位移范围为:图像二相对于图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向;在斜视训练过程中,让非斜视眼看图像一,让斜视眼看图像二,进行斜视训练。
优选地,所述阈值D0为2°至5°视角之间的一个视角在所述显示模块的显示平面上所对应的距离。
优选地,建立直角坐标系,直角坐标系的两个坐标轴分别对应所述D及所述P,将所述D的值及对应的所述P的值作为直角坐标系中的坐标点,连接各坐标点形成折线图,则所述阈值D0为折线图中,线段斜率从小于1变化至大于等于1时所对应的所述D的值。
优选地,设置Wx为(P0-0.9×P1)和(P0-0.1×P1)之间的一个固定值,作为图像二相对于图像一的位移距离。
优选地,设置Wx=(P0-P1/2),作为图像二相对于图像一的位移距离。
优选地,设置Wx为可以在(P0-P1)和P0之间动态调整的值,作为图像二相对于图像一的位移距离。
优选地,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上同时显示仅非斜视眼可见的图像一和仅斜视眼可见的图像二,图像一和图像二内容相同,为静态的图像,或动态的视频、动画;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
优选地,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上同时显示仅非斜视眼可见的图像一和仅斜视眼可见的图像二,图像一和图像二内容相同,内容是可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
优选地,还包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。
优选地,如果斜视眼同时为弱视眼,还包括压抑模块,压抑模块是在显示模块中对非斜视眼所对应的图像进行压抑,压抑方式是对全部图像或局部图像进行模糊化、降低显示分辨率、亮度变暗、降低对比度中的一种或几种,压抑程度可调整至使双眼处于视力平衡区间。
优选地,所述显示模块包含偏振显示装置,偏振显示装置可只发出PZ1类型的偏振光,也可只发出PZ2类型的偏振光;还包含两个偏振片,其中左偏振片位于左眼和偏振显示装置之间,右偏振片位于右眼和偏振显示装置之间;左偏振片可透过PZ1偏振光,不可透PZ2偏振光;右偏振片可透过PZ2偏振光,不可透PZ1偏振光;当偏振显示装置显示仅由PZ1偏振光构成的图像时,则左眼通过左偏振片能看到图像,右眼通过右偏振片不能看见图像;当偏振显示装置显示仅由PZ2偏振光构成的图像时,则右眼通过右偏振片能看到图像,左眼通过左偏振片不能看到图像。
优选地,所述显示模块为裸眼3D显示装置,可显示仅左眼可见的图像,或仅右眼可见的图像。
优选地,所述显示模块包含显示装置,显示装置可只发出波长为λ1的可见光,也可只发出波长为λ2的可见光;还包含两个滤光片,左滤光片位于左眼和显示装置之间,右滤光片位于右眼和显示装置之间,左滤光片可透过波长为λ1的可见光,但不透波长为λ2的可见光;右滤光片可透过波长为λ2的可见光,但不透波长为λ1的可见光;左眼通过左滤光片能看到显示装置显示的波长为λ1的可见光构成的图像,不能看到显示装置显示的波长为λ2的可见光构成的图像;右眼通过右滤光片能看到显示装置显示的波长为λ2的可见光构成的图像,不能看到显示装置显示的波长为λ1的可见光构成的图像。
优选地,所述显示模块包含快门显示装置和自动快门镜片,自动快门镜片包含左快门镜片和右快门镜片,左快门镜片位于左眼和快门显示装置之间,右快门镜片位于右眼和快门显示装置之间;在快门显示装置显示仅左眼可见的图像时,左快门镜片打开,右快门镜片关闭,此时仅左眼可见图像;在快门显示装置显示仅右眼可见的图像时,右快门镜片打开,左快门镜片关闭,此时仅右眼可见图像。
优选地,所述显示模块为VR设备,左眼只能看见VR设备的左眼显示屏上显示的图像,右眼只能看见VR设备的右眼显示屏上显示的图像;图像拍摄与处理模块中包含微型摄像头,在VR内部靠近眼睛的距离进行拍摄,每只眼睛至少有一个摄像头进行拍摄。
优选地,所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括棱镜度为L1的棱镜,L1=100×Wx÷Z0,患者佩该棱镜进行斜视训练。
优选地,进行一段时间的训练后,重新测试患者的斜视棱镜度,并根据新的斜视棱镜度数重新计算P0的值;然后重新测试P1的值,重新计算Wx的值;然后可以将新的Wx的值用于斜视训练模块进行斜视训练;并且可以根据新的Wx的值计算新的L1值作为新的斜视训练棱镜度;此过程可循环进行多次。
本发明的另一个技术方案是提供了一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,仅左眼可见显示模块上显示的标定视标;右眼单眼标定时,仅右眼可见显示模块上显示的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练棱镜度范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼,已知斜视眼的斜视方向,已知斜视棱镜度为L0;通过以下步骤计算斜视训练棱镜度范围:
(a)在被测者正前方显示双眼同时可见的视标,让被测者注视视标;此时斜视眼佩戴的棱镜的棱镜度为L0;
(b)逐渐减小斜视眼棱镜的棱镜度,设每次新更换的棱镜的棱镜度为L,定义ΔL=(L0-L),定义F为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,并记录F随ΔL变化的值;
(c)设置阈值F0,找到F≤F0时所对应的最大ΔL值ΔL1;并可得到此时对应的棱镜的棱镜度L的值,记为Lmin;
(d)斜视训练棱镜度范围为:设斜视训练棱镜度为Lx,Lx的取值范围为Lmin<Lx<L0;在斜视训练过程中,让斜视眼佩戴棱镜度为Lx的棱镜,进行斜视训练。
优选地,所述阈值F0为2°至5°视角之间的一个视角在所述显示模块的显示平面上所对应的距离。
优选地,建立直角坐标系,直角坐标系的两个坐标轴分别对应所述F及所述ΔL,将所述F的值及对应的所述ΔL的值作为直角坐标系中的坐标点,连接各坐标点形成折线图,则所述阈值F0为折线图中,线段斜率从小于1变化至大于等于1时所对应的所述F的值。
优选地,设置Lx为(Lmin+0.1×ΔL1)和(L0-0.1×ΔL1)之间的任一固定值,作为斜视训练棱镜度。
优选地,设置Lx=(L0+Lmin)/2,作为斜视训练棱镜度。
优选地,如果斜视眼同时为弱视眼,还包括压抑模块,压抑模块是对非斜视眼进行压抑,使双眼处于视力平衡区间。
优选地,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上显示的静态的图像,或动态的视频、动画;斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
优选地,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上显示的可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互;斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
优选地,还包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。
优选地,还包括斜视训练模块,斜视训练的方式是在日常生活中斜视眼佩戴棱镜度为Lx的棱镜,通过观看实物进行斜视训练。
优选地,进行一段时间的训练后,重新测试患者的斜视棱镜度,并根据新的斜视棱镜度数重新测量ΔL1的值;然后得到新的Lmin的值,根据新的Lmin的值计算新的Lx值做为斜视训练棱镜度;并使用新的Lx值用于斜视训练模块进行斜视训练;此过程可循环进行多次。
本发明具有的有益效果是:在保持双眼融合视的基础上,通过对斜视患者进行视觉训练,逐渐减小斜视度,达到不开刀治疗斜视的效果。
附图说明
图1是实施例一中斜视训练设备各组成部分的示意图;
图2(a)至图2(c)是实施例一中随着视标B的移动,视标A、左眼眼动点、视标B、右眼眼动点位置关系示意图;
图3是实施例一中D值随P值变化的示意图;
图4是实施例四中F值随ΔL值变化的示意图。
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。
实施例一
如图1所示,本实施例公开的一种斜视训练设备,包括显示模块、图像拍摄与处理模块105、标定模块、眼动点分析模块、斜视训练图像位移范围计算模块。还包括一台电子计算机,图像拍摄与处理模块105的图像处理算法、标定模块、眼动点计算模块、眼动点分析模块都是运行在该电子计算机上的程序。为了进一步提高图像拍摄与处理模块105拍摄图像的清晰度,及减小头动带来的眼动测试误差,本实施例中使用一个头部固定支架104进行头部固定。
本实施例中,显示模块为一个能发出两种偏振光的偏振显示器101,及配合使用的两个偏振片,左偏振片102和右偏振片103,其中左偏振片102位于左眼和偏振显示器101之间,右偏振片103位于右眼和偏振显示器101之间。偏振显示器101可发出左旋圆偏振光,也可发出右旋圆偏振光。当显示装置显示仅由左旋圆偏振光构成的图像时,则左眼通过左偏振片102能看到图像,右眼通过右偏振片103不能看到图像;当偏振显示器101显示仅由右旋圆偏振光构成的图像时,则右眼通过右偏振片103能看到图像,左眼通过左偏振片102不能看到图像。两个偏振片可以固定在头部固定支架104上,也可以设计成像眼镜一样戴在头上,本实施例是固定在头部固定支架104上。
本实施例中,图像拍摄与处理模块105包含1台近红外摄像机,及2个发光波长为850nm的LED近红外光源,2个近红外光源位于近红外摄像机的两侧,为点光源,近红外摄像机和近红外光源放置于图像拍摄与处理模块105的机壳内。图像拍摄与处理模块105位于偏振显示器101下方。因为本实施例中的左偏振片102和右偏振片103都可透过近红外光,因此图像拍摄与处理模块105中的近红外摄像机可拍摄到人左眼和右眼的图像。近红外光源提供近红外摄像机拍摄的照明,并通过角膜外表面的反射产生角膜反光点,可被近红外摄像机拍摄到,作为眼动点计算的参考点。图像拍摄与处理模块105可对所拍摄的眼睛图像进行图像处理计算,得到左眼瞳孔中心坐标、左眼各个角膜反光点中心坐标、右眼瞳孔中心坐标、右眼各个角膜反光点中心坐标。本实施例中所用的图像处理算法是:因为近红外摄像机拍摄到的角膜反光点亮度高,灰度级可达255,两个角膜反光点成对出现且距离接近。根据此特性可从红外摄像机拍摄到的整幅图像中找到左眼和右眼所在的图像区域。设置一个高于瞳孔的灰度而低于周围虹膜、皮肤区域灰度的灰度阈值,低于所述灰度阈值的区域标记为可能的瞳孔区域;然后设置一个排除掉眼睫毛等较小的黑色物体干扰的面积阈值,从而确定瞳孔所在的准确区域。根据左眼瞳孔区域的中心得到左眼瞳孔中心的坐标;根据左眼两个角膜反光点中心坐标的平均坐标得到左眼角膜反光点中心坐标。左眼瞳孔中心坐标减去左眼角膜反光点中心坐标得到左眼的瞳孔角膜向量。同理可得到右眼的瞳孔中心坐标、右眼各个角膜反光点中心坐标、右眼瞳孔角膜向量。
标定模块的作用是,通过分别让左右眼看显示装置上的若干个标定点,计算得到左眼的标定映射函数及右眼的标定映射函数。
眼动点计算模块的作用是,在标定结束后,通过左眼瞳孔角膜向量和左眼标定映射函数计算得到左眼眼动点坐标;通过右眼瞳孔角膜向量和右眼标定映射函数计算得到右眼眼动点坐标。
斜视训练图像位移范围计算模块的作用是,计算斜视眼所看图像和非斜视眼所看图像的相对位移距离。
以一个右眼外斜视患者的斜视训练为例,具体过程如下:
(一)患者坐在本测试设备前,将下巴放在头部固定支架104上,眼睛朝向偏振显示器101方向。两只眼睛距离偏振显示器101六十厘米。图像拍摄与处理模块105中的近红外摄像机连续拍摄包含双眼区域的图像,并实时计算瞳孔中心和角膜反光点中心,得到左眼瞳孔角膜向量和右眼瞳孔角膜向量。
(二)标定
眼动点为眼球视轴和显示器显示平面的交点。左眼眼动点是左眼视轴和显示平面的交点,右眼眼动点是右眼视轴和显示平面的交点。
以9点标定法为例,在显示器上9个不同位置依次显示标定视标,将左眼看标定视标时的瞳孔角膜向量和标定视标坐标代入标定映射函数方程组,解出左眼标定映射函数系数后,得到左眼标定映射函数;将右眼看标定视标时的瞳孔角膜向量和标定视标坐标代入标定映射函数方程组,解出右眼标定映射函数系数后,得到右眼标定映射函数。标定模块对左眼和右眼分别进行标定,左右眼标定的先后顺序不限。标定视标是在显示器中央、左、右、上、下、左上、右上、左下、右下的9个位置的点,这9个点的位置是已知且确定的。
左眼标定时,偏振显示器101只发出左旋圆偏振光,因此只有左眼能看到标定点,右眼看不到标定点。右眼标定时,偏振显示器101只发出右旋圆偏振光,因此只有右眼能看到标定点,左眼看不到标定点。左右眼分别单独标定的目的是,斜视患者因为双眼视轴不能同时对准视标,如果双眼同时看标定点,则不能得到准确的标定结果。
下面以左眼的9点标定过程为例。
设xs为眼动点在显示平面上的横坐标,ys为眼动点在显示平面上的纵坐标;xe为瞳孔角膜向量的水平方向的值,ye为瞳孔角膜向量的竖直方向的值。
使用如下映射函数①:
a0,a1,a2,a3,a4,a5,b0,b1,b2,b3,b4,b5这12个值在标定前是未知的。第一阶段的标定就是求解这12个未知数的过程。
因为9个标定视标的在显示平面上的坐标(xs1,ys1)、(xs2,ys2)、(xs3,ys3)、(xs4,ys4)、(xs5,ys5)、(xs6,ys6)、(xs7,ys7)、(xs8,ys8)、(xs9,ys9)是已知的;通过图像拍摄与处理模块105可计算出,看这9个标定视标时瞳孔角膜向量分别为(xe1,ye1)、(xe2,ye2)、(xe3,ye3)、(xe4,ye4)、(xe5,ye5)、(xe6,ye6)、(xe7,ye7)、(xe8,ye8)、(xe9,ye9)。代入映射函数①,可得到以下18个方程组成的方程组②:
因为此时方程数大于未知变量的个数,需按最小二乘法解超定方程组,求得最小二乘解a0,a1,a2,a3,a4,a5,b0,b1,b2,b3,b4,b5。
因为a0,a1,a2,a3,a4,a5,b0,b1,b2,b3,b4,b5都已求解为已知的值,将图像拍摄与处理模块105得到的瞳孔角膜向量的水平方向值xe和瞳孔角膜向量的竖直方向的值ye代入映射函数①,即可求出眼动点在显示器平面上的横坐标xs和眼动点在显示平面上的纵坐标ys。瞳孔角膜向量是从摄像机图像上获取的,其单位为像素。
使用上述步骤,左眼和右眼分别进行标定后,就求出了左眼的标定映射函数和右眼的标定映射函数。眼动点计算模块根据图像拍摄与处理模块105得到的左眼瞳孔角膜向量,代入左眼标定映射函数,即可计算左眼的眼动点坐标;根据图像拍摄与处理模块105拍摄并计算得到的右眼瞳孔角膜向量,代入右眼标定映射函数,即可计算右眼的眼动点坐标。
(三)斜视训练图像位移范围计算模块
本实施例中被测者为右眼外斜视患者.左眼通过左偏振片102可以看到由左旋圆偏振光形成的图像,称之为图像一;右眼通过右偏振片103可以看到由右旋圆偏振光形成的图像,称之为图像二。左眼只能看到图像一,不能看到图像二;右眼只能看到图像二,不能看到图像一。通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)因为被测者为右眼外斜视患者,如果在正前方显示一个仅左眼可见的图像一,图像一为视标A,在左眼注视视标A时,右眼视轴会向右侧偏斜一定角度,其对应的右眼眼动点和视标A的位置也会有一定的位置偏差,设此时右眼眼动点所在位置为S0,S0和视标A所在位置的距离为P0,在本实施例中右眼眼动点位于视标A正右方10cm的距离,即P0=10cm。设S0为初始位置,在S0处显示仅右眼可见的图像二,图像二为视标B,视标B和视标A的大小形状相同。图2(a)是此时视标A、左眼眼动点、视标B、右眼眼动点的位置关系示意图,其中左眼眼动点是左眼视轴和显示平面的交点,右眼眼动点是右眼视轴和显示平面的交点。如果被测者斜视患者具备双眼融合视功能且没有偏心注视等异常视网膜对应,则此时视标A成像于左眼视网膜黄斑中心凹区域,视标B成像于右眼视网膜黄斑中心凹区域,大脑将双眼各自的成像融合成单一的像,主观感觉上将只看到一个视标。
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,最远移动到两个视标重合的位置为止。在移动的过程中,定义P为视标B和视标B初始位置S0的距离,定义E为右眼的眼动点和左眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值。
(c)因为双眼融像有一定范围,如果视标在双眼各自视网膜上的成像位置都在黄斑中心凹附近一定范围之内,人脑可以将双眼成像融合成单一的像,但如果超出此范围,双眼融像将被破坏,人将会同时看到两个像。如果D值过大超过一定阈值,表示双眼的眼动点距离和两个视标的距离有较大偏差,双眼各自在视网膜上的视标成像位置必然相差过大,不能产生双眼融像。考虑到不同人的双眼融像范围有所不同,且眼动点测量可能存在一定的精度和准度的误差,阈值D0按视角计算一般在2°至5°视角之间,本实施例中,设置D0为3°视角,因为眼睛和显示器的距离为60cm,3°视角在显示器上所对应的距离为60cm×tan(3°)≈3cm,即在显示器平面上,D0为3cm。另外一种设置D0值的方式是,将D随P变化的值用线段相连,D0为D随P变化的折线图中,斜率从小于1变化至大于等于1时所对应的D值。图2(b)是在视标B移动过程中,可以双眼融像时,视标A、左眼眼动点、视标B、右眼眼动点位置关系示意图,其中左眼眼动点和右眼眼动点的距离略大于视标B和视标A的距离,但其差值未大于D0。图2(c)是视标B移动过程中,不能双眼融像时,视标A、左眼眼动点、视标B、右眼眼动点位置关系示意图。从D值随P值变化的图中,找到D≤D0时所对应的最大P值P1。图3是视标B移动过程中,D值随P值变化的示意图。
(d)由上述步骤可以计算出,斜视训练图像位移范围为:右眼所看的图像二相对于左眼所看的图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向,图像二和图像一的大小形状相同。在这个范围内,双眼可以产生融合视。且此范围内图像二相对于图像一的视角差小于斜视的角度,有助于患者通过视觉训练逐渐减小斜视度。Wx的值如果选取太靠近(P0-P1),处于融像破裂的边缘点,患者会容易感觉视觉疲劳;Wx的值如果选取太靠近P0,对通过视觉训练逐渐减小斜视度可能效果较慢。在实际使用过程中,医生可以根据患者的具体情况和使用反馈,在S1和(S1-P0)之间选择适合该患者的Wx值。一般情况下,可以根据训练需要设置Wx为(P0-0.9×P1)和(P0-0.1×P1)之间的一个固定值,作为图像二相对于图像一的位移距离。在本实施例中,设置Wx=(P0-P0/2),这样既可以保障患者视觉不易疲劳,使患者坚持较长时间的训练,又离斜视眼斜视度所对应的区域有一定距离,可以使患者通过训练较快地减小斜视度。在某些情况下,还可以设置Wx为在(P0-P1)和P0之间动态调整的值,例如在一节视觉训练课程的开始阶段设置Wx为接近(P0-P1)的值,在视觉训练的过程中通过眼球运动的扫视潜伏期等数据指标实时监测患者的视觉疲劳程度,如果疲劳程度较高则将Wx调整为较靠近P0的值。
(四)斜视训练
在按照前述步骤确定了斜视训练图像位移范围并选取了斜视训练图像位移距离Wx后,可以进行斜视训练。
斜视训练模块是运行在计算机上的程序,训练内容可以是以下几种方式:
训练内容是在显示装置上同时显示仅左眼(非斜视眼)可见的图像一和仅右眼(斜视眼)可见的图像二,图像一和图像二内容相同,为静态的图像,或动态的视频、动画;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
训练内容是在显示装置上同时显示仅左眼(非斜视眼)可见的图像一和仅右眼(斜视眼)可见的图像二,图像一和图像二内容相同,内容是可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。例如,训练内容是一个用眼睛打气球的游戏:五颜六色的气球按随机的位置从下方出现,往上方飘动。训练者用眼睛控制一个射击枪的准心,准心中央的位置就是眼动点位置,通过注视气球,并持续一秒钟,气球可被成功击破。游戏界面实时显示用眼睛击破的气球的个数。游戏可以包含多个关卡,随着关卡递增,屏幕飘动的气球数量增多,飘动的速度也越来越快,游戏的难度逐渐增加。
另外,本设备还可以包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。供医生或家属实时了解患者所看的内容及训练的效果。
有的斜视患者的斜视眼同时为弱视,本设备还可以包括压抑模块,压抑模块是在显示模块中对非斜视眼所对应的图像进行压抑,压抑方式是对全部图像或局部图像进行模糊化、降低显示分辨率、亮度变暗、降低对比度中的一种或几种,压抑程度可调整至使双眼处于视力平衡区间。例如通过高斯模糊的方式对非斜视眼所看的图像进行压抑后,分别单眼看显示模块上显示的视力表,斜视且弱视的眼看到的是清晰的视力表,非斜视眼看到的是高斯模糊后的视力表,本实施例中取两眼视力相等时的模糊程度作为训练时的压抑程度。
如果患者为交替性斜视,可以指定任意一只眼为斜视眼,指定另一只眼为非斜视眼,同样可以使用本设备进行视觉训练。
除了通过偏振显示器这类可左右眼分视的显示装置进行斜视训练外,还可以根据前面步骤所计算的Wx值计算斜视训练棱镜度,设斜视训练棱镜度为L1,L1=100×Wx÷Z0。这样,患者可在日常生活中佩戴棱镜度为L1的棱镜,通过观看实际物体、看普通电视、普通显示器的方式,在保持融合视的基础上进行斜视视觉训练。
(五)一段时间后重新进行斜视训练图像位移范围计算
根据上述步骤,患者进行一段时间的斜视训练后,例如坚持训练一个月后,斜视度可能已经有所下降。此时可以用三棱镜加遮盖法等方法重新测试患者的斜视棱镜度,并根据新的斜视棱镜度数重新计算S1的值;然后重新测试P1的值,重新计算Wx的值;然后可以将新的Wx的值用于斜视训练模块进行斜视训练。并且可以根据新的Wx的值计算新的L1值做为新的斜视训练棱镜度。此过程可循环进行多次,Wx的值逐渐减小,直至最终不佩戴棱镜也可在实际生活中无斜视且有正常的双眼融合视,从而完成斜视的视觉训练。
实施例二
本实施例中显示模块、图像拍摄与处理模块、标定模块、眼动点分析模块与实施例一相同,因为已知患者的斜视方向和斜视棱镜度,斜视训练图像位移范围计算模块中计算斜视训练图像位移范围的方式有所不同。本实施例中已知患者的斜视方向为右眼外斜视,斜视眼的斜视棱镜度L0为15棱镜度;且已知双眼和显示模块的距离是Z0,本实施例中Z0为60cm。具体为通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)在被测者正前方显示仅左眼可见的图像一,图像一为视标A,让被测者注视视标;另外显示一个仅右眼可见的图像二,图像二为视标B,视标B和视标A大小形状相同。视标B仅右眼可见,视标B的显示位置和视标A的显示位置的连线方向为斜视眼斜视的方向,因为右眼为外斜视,所以视标B位于视标A的正右方。视标B和视标A的初始距离P0=(Z0×L0)/100,将Z0和L0的值代入可算出P0=9cm,记录此时视标B所在的位置为视标B初始位置S0。如果被测者斜视患者具备双眼融合视功能,则此时视标A成像于左眼视网膜黄斑中心凹区域,视标B成像于右眼视网膜黄斑中心凹区域,大脑将双眼各自的成像融合成单一的像,主观感觉上将只看到一个视标。
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,在移动的过程中,定义P为视标B和视标B初始位置S0的距离,定义E为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值。
(c)设置阈值D0,找到D≤D0时所对应的最大P值P1。
(d)斜视训练图像位移范围为:图像二相对于图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
本实施例除计算斜视训练图像位移范围的方式与实施例一不同外,其他步骤和斜视训练方式和实施例一相同。
实施例三
本发明中的显示模块,图像拍摄与处理模块,除实施例一所设计的装置外,还可采用以下方式:
(一)
显示模块包含可发出线偏振光的偏振显示器,偏振显示器可发出水平方向的线偏振光,也可发出垂直方向的线偏振光。显示模块还包含两个偏振片,其中左偏振片位于左眼和偏振显示器之间,右偏振片位于右眼和偏振显示器之间;左偏振片可透过水平方向的线偏振光,不可透垂直方向的线偏振光;右偏振片可透过垂直方向的线偏振光,不可透水平方向的线偏振光;当显示装置显示仅由水平方向的线偏振光构成的图像时,则左眼通过左偏振片能看到图像,右眼通过右偏振片不能看到图像;当偏振显示器显示仅由垂直方向的线偏振光构成的图像时,则右眼通过右偏振片能看到图像,左眼通过左偏振片不能看到图像。图像拍摄与处理模块可通过左偏振片拍摄到左眼的图像,可通过右偏振片拍摄到右眼的图像。
(二)
显示模块为裸眼3D显示器,可显示仅左眼可见的图像,或仅右眼可见的图像。
(三)
显示模块包含一个显示器,显示器可发出波长为530nm的绿色可见光,也可发出波长为670nm的红色可见光。显示模块还包含两个滤光片,左滤光片位于左眼和显示器之间,右滤光片位于右眼和显示器之间,左滤光片可透过波长为530nm的绿光,但不透波长为670nm的红光;右滤光片可透过波长为670nm的红光,但不透波长为530nm的绿光。左眼通过左滤光片能看到显示器显示的波长为530nm的绿光构成的图像,不能看到显示模块显示的波长为670nm的红光构成的图像;右眼通过右滤光片能看到显示器显示的波长为670nm的红光构成的图像,不能看到显示器显示的波长为530nm的绿光构成的图像。图像拍摄与处理模块可通过左滤光片拍摄到左眼的图像,可通过右滤光片拍摄到右眼的图像。
(四)
显示模块包含快门显示装置和自动快门镜片,自动快门镜片包含左快门镜片和右快门镜片,左快门镜片位于左眼和快门显示装置之间,右快门镜片位于右眼和快门显示装置之间;在快门显示装置显示仅左眼可见的图像时,左快门镜片打开,右快门镜片关闭,此时仅左眼可见图像;在快门显示装置显示仅右眼可见的图像时,右快门镜片打开,左快门镜片关闭,此时仅右眼可见图像。
(五)
显示模块为VR(虚拟现实)设备,左眼只能看见VR设备的左眼显示屏上显示的图像,右眼只能看见VR设备的右眼显示屏上显示的图像;图像拍摄与处理模块中包含微型摄像头,在VR内部靠近眼睛的距离进行拍摄,每只眼睛至少有一个摄像头进行拍摄。
实施例四
除了使用前面几个实施例中可双眼分视的显示装置进行斜视训练外,还可以使用普通的显示装置,帮助患者选择既小于实际的斜视度又在双眼融合视范围之内的棱镜,用于在日常生活中进行斜视训练。具体步骤为:
一种斜视训练设备,包括显示模块、图像拍摄与处理模块、标定模块、眼动点分析模块、斜视训练棱镜度范围计算模块,一组不同斜视度的棱镜,一个眼罩,还包括一台电子计算机,图像拍摄与处理模块的图像处理算法、标定模块、眼动点计算模块、眼动点分析模块都是运行在该电子计算机上的程序;为了进一步提高图像拍摄与处理模块拍摄图像的清晰度,及减小头动带来的眼动测试误差,本实施例中使用一个头部固定支架进行头部固定。
本实施例中,显示模块为一个普通的显示器。标定模块在对左眼进行单眼标定时,可使用眼罩遮盖右眼;在对右眼标定时,可使用眼罩遮盖左眼。
图像拍摄与处理模块、眼动点计算模块与实施例一相同。
斜视训练棱镜度范围计算模块的作用是,帮助患者选择既小于实际的斜视度又在双眼融合视范围之内的棱镜。
以一个右眼外斜视患者的斜视训练为例,具体过程如下:
(一)患者坐在本测试设备前,先不佩戴棱镜,将下巴放在头部固定支架上,眼睛朝向显示器方向。两只眼睛距离显示器60cm。图像拍摄与处理模块连续拍摄包含双眼区域的图像。
(二)标定
单眼标定时用眼罩遮盖另外一只眼。标定后眼动点计算模块可以根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标。
(三)斜视训练图像位移范围计算模块
本实施例中被测者为右眼外斜视患者,已知右眼的斜视棱镜度为L0。通过以下步骤计算斜视训练棱镜度范围:
(a)在被测者正前方显示双眼同时可见的视标,让被测者注视视标;此时让患者右眼佩戴棱镜,棱镜度为L0。因为此时的棱镜度正好等于右眼的棱镜度,患者右眼的视轴所在直线经过棱镜的折射后,正好落在视标上。此时记录的左眼眼动点和右眼眼动点也将都落在视标上。实际测量中因为测量误差或眼睛本身的抖动等原因,即使左眼眼动点和右眼眼动点可能没有完全和视标重合,也将在视标附近一个很小的区域之内,一般在1°视角左右的误差范围之内。
(b)逐渐减小斜视眼棱镜的棱镜度,设每次新更换的棱镜的棱镜度为L,定义ΔL=(L0-L),定义F为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,并记录F随ΔL变化的值,图4是随着棱镜度的变化,F值随ΔL值变化的示意图。
(c)对于斜视眼,因为图像拍摄与处理模块是通过棱镜拍摄斜视眼的眼睛图像的,所记录的眼动点也是通过棱镜折射后的视轴与显示器平面的交点,如果斜视眼通过棱镜看视标仍能保持双眼融合视,则斜视眼的眼动点也将落在视标上或视标附近一定阈值内。设置阈值F0,F0可以为2°至5°视角之间的一个视角在显示模块显示平面上所对应的距离,本实施例中设置F0为3°所对应的3cm;另外一种设置F0值的方式是,将F随ΔL变化的值用线段连接,F0为F随ΔL变化的折线图中,折线斜率从小于1变化至大于等于1时对应的F值。找到F≤F0时所对应的最大ΔL值ΔL1;并可计算得到此时的L值,记为Lmin。
(d)由上述步骤可以计算出,斜视训练棱镜度范围为:设斜视训练棱镜度为Lx,Lx的取值范围为Lmin<Lx<L0。棱镜度选择在这个范围内,双眼可以产生融合视。且这个范围内的棱镜度小于斜视棱镜度,有助于患者通过视觉训练逐渐减小斜视度。Lx的值如果选取太靠近Lmin,处于融像破裂的边缘点,患者会容易感觉视觉疲劳;Lx的值如果选取太靠近L0,对通过视觉训练逐渐减小斜视度可能效果较慢。在实际使用过程中,医生可以根据患者的具体情况和使用反馈,在Lmin和L0之间选择适合该患者的Lx值。一般情况下,可以根据训练需要设置Lx为(Lmin+0.1×ΔL1)和(L0-0.1×ΔL1)之间的一个固定值,作为斜视视觉训练的棱镜度。在本实施例中,设置Lx=(L0+Lmin)/2,作为斜视训练棱镜度。这样既可以保障患者视觉不易疲劳,使患者坚持较长时间的训练,又离斜视度所对应的“舒适区”有一定距离,可以使患者通过训练较快地减小斜视度。
(四)斜视训练
在按照前述步骤确定了斜视训练图像位移范围并选取了斜视训练棱镜度Lx后,可以进行斜视训练。
斜视训练内容可以是以下几种方式:
斜视训练模块是运行在计算机上的程序,训练内容是在显示装置上显示的静态的图像,或动态的视频、动画。斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
斜视训练模块是运行在计算机上的程序,训练内容是可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互。斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
另外,本设备还可以包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。供医生或家属实时了解患者所看的内容及训练的效果。
还可以在日常生活中斜视眼佩戴棱镜度为Lx的棱镜,通过在日常生活中观看实物进行斜视训练,如阅读、穿珠子、看电视等。
有的斜视患者的斜视眼同时为弱视,本设备还可以包括压抑模块,压抑模块是对非斜视眼进行压抑,例如让非斜视眼佩戴贴了半透明塑料膜的镜片,或通过阿托品等药物使非斜视眼视力下降,使双眼处于视力平衡区间。视力平衡区间指的是通过压抑使双眼看视力表视力相等或相近。
(五)一段时间后重新计算斜视训练棱镜度范围
根据上述步骤,患者进行一段时间的斜视训练后,例如坚持训练一个月后,斜视度可能已经有所下降。此时可以用三棱镜加遮盖法等经典方法重新测试患者的斜视棱镜度L0,并根据新的斜视棱镜度数重新计算ΔL1的值;然后得到新的Lmin的值,根据新的Lmin的值计算新的Lx值做为斜视训练棱镜度,并使用新的Lx的值用于斜视训练模块进行斜视训练。此过程可循环进行多次,Lx的值逐渐减小,直至最终不佩戴棱镜也可在实际生活中无斜视且有正常的融合视,从而完成斜视的视觉训练。
Claims (29)
1.一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块,可显示仅左眼单眼可见的图像;可显示仅右眼单眼可见的图像;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,显示模块显示仅左眼可见的标定视标;右眼单眼标定时,显示模块显示仅右眼可见的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练图像位移范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼;设显示模块显示的仅非斜视眼可见的图像为图像一,设显示模块显示的仅斜视眼可见的图像为图像二;通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)在被测者正前方显示仅非斜视眼可见的图像一,图像一为视标A;让被测者注视视标A,此时非斜视眼的眼动点和视标A重合,记录此时斜视眼的眼动点所在的位置,设为初始位置S0,在初始位置S0显示仅斜视眼可见的图像二,图像二为视标B,初始位置S0和视标A所在位置的距离为P0;视标B和视标A大小形状相同;
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,在移动的过程中,定义P为视标B和初始位置S0的距离,定义E为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值;
(c)设置阈值D0,找到D≤D0时所对应的最大P值P1;
(d)斜视训练图像位移范围为:图像二相对于图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向;在斜视训练过程中,让非斜视眼看图像一,让斜视眼看图像二,进行斜视训练。
2.一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块,可显示仅左眼单眼可见的图像;可显示仅右眼单眼可见的图像;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,显示模块显示仅左眼可见的标定视标;右眼单眼标定时,显示模块显示仅右眼可见的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练图像位移范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼,已知斜视眼的斜视棱镜度为L0;已知双眼和显示模块的距离是Z0;设显示模块显示的仅非斜视眼可见的图像为图像一,设显示模块显示的仅斜视眼可见的图像为图像二;通过以下步骤计算斜视训练图像位移范围:
(a)在被测者正前方显示仅非斜视眼可见的图像一,图像一为视标A,让被测者注视视标A;另外显示仅斜视眼可见的图像二,图像二为视标B,视标B的显示位置和视标A的显示位置的连线方向为斜视眼斜视的方向,视标B和视标A的初始距离P0=(Z0×L0)/100,记录此时视标B所在的位置为视标B初始位置S0,视标B和视标A大小形状相同;
(b)将视标B沿朝向视标A的方向逐渐移动,在移动的过程中,定义P为视标B和视标B初始位置S0的距离,定义E为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,定义G为视标B和视标A的距离,即G=P0-P,定义D=|E-G|,并记录D随P变化的值;
(c)设置阈值D0,找到D≤D0时所对应的最大P值P1;
(d)斜视训练图像位移范围为:图像二相对于图像一的位移距离Wx在P0和(P0-P1)之间,即(P0-P1)<Wx<P0,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向;在斜视训练过程中,让非斜视眼看图像一,让斜视眼看图像二,进行斜视训练。
3.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述阈值D0为2°至5°视角之间的一个视角在所述显示模块的显示平面上所对应的距离。
4.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,建立直角坐标系,直角坐标系的两个坐标轴分别对应所述D及所述P,将所述D的值及对应的所述P的值作为直角坐标系中的坐标点,连接各坐标点形成折线图,则所述阈值D0为折线图中,线段斜率从小于1变化至大于等于1时所对应的所述D的值。
5.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,设置Wx为(P0-0.9×P1)和(P0-0.1×P1)之间的一个固定值,作为图像二相对于图像一的位移距离。
6.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,设置Wx=(P0-P1/2),作为图像二相对于图像一的位移距离。
7.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,设置Wx为可以在(P0-P1)和P0之间动态调整的值,作为图像二相对于图像一的位移距离。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上同时显示仅非斜视眼可见的图像一和仅斜视眼可见的图像二,图像一和图像二内容相同,为静态的图像,或动态的视频、动画;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上同时显示仅非斜视眼可见的图像一和仅斜视眼可见的图像二,图像一和图像二内容相同,内容是可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互;图像二相对于图像一的位移距离为Wx,且图像二相对于图像一的位移的方向为斜视的方向。
10.根据权利要求8或9所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。
11.根据权利要求8或9所述的斜视训练设备,其特征在于,如果斜视眼同时为弱视眼,还包括压抑模块,压抑模块是在显示模块中对非斜视眼所对应的图像进行压抑,压抑方式是对全部图像或局部图像进行模糊化、降低显示分辨率、亮度变暗、降低对比度中的一种或几种,压抑程度可调整至使双眼处于视力平衡区间。
12.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述显示模块包含偏振显示装置,偏振显示装置可只发出PZ1类型的偏振光,也可只发出PZ2类型的偏振光;还包含两个偏振片,其中左偏振片位于左眼和偏振显示装置之间,右偏振片位于右眼和偏振显示装置之间;左偏振片可透过PZ1偏振光,不可透PZ2偏振光;右偏振片可透过PZ2偏振光,不可透PZ1偏振光;当偏振显示装置显示仅由PZ1偏振光构成的图像时,则左眼通过左偏振片能看到图像,右眼通过右偏振片不能看见图像;当偏振显示装置显示仅由PZ2偏振光构成的图像时,则右眼通过右偏振片能看到图像,左眼通过左偏振片不能看到图像。
13.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述显示模块为裸眼3D显示装置,可显示仅左眼可见的图像,或仅右眼可见的图像。
14.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述显示模块包含显示装置,显示装置可只发出波长为λ1的可见光,也可只发出波长为λ2的可见光;还包含两个滤光片,左滤光片位于左眼和显示装置之间,右滤光片位于右眼和显示装置之间,左滤光片可透过波长为λ1的可见光,但不透波长为λ2的可见光;右滤光片可透过波长为λ2的可见光,但不透波长为λ1的可见光;左眼通过左滤光片能看到显示装置显示的波长为λ1的可见光构成的图像,不能看到显示装置显示的波长为λ2的可见光构成的图像;右眼通过右滤光片能看到显示装置显示的波长为λ2的可见光构成的图像,不能看到显示装置显示的波长为λ1的可见光构成的图像。
15.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述显示模块包含快门显示装置和自动快门镜片,自动快门镜片包含左快门镜片和右快门镜片,左快门镜片位于左眼和快门显示装置之间,右快门镜片位于右眼和快门显示装置之间;在快门显示装置显示仅左眼可见的图像时,左快门镜片打开,右快门镜片关闭,此时仅左眼可见图像;在快门显示装置显示仅右眼可见的图像时,右快门镜片打开,左快门镜片关闭,此时仅右眼可见图像。
16.根据权利要求1或2所述的斜视训练设备,其特征在于,所述显示模块为VR设备,左眼只能看见VR设备的左眼显示屏上显示的图像,右眼只能看见VR设备的右眼显示屏上显示的图像;图像拍摄与处理模块中包含微型摄像头,在VR内部靠近眼睛的距离进行拍摄,每只眼睛至少有一个摄像头进行拍摄。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括棱镜度为L1的棱镜,L1=100×Wx÷Z0,患者佩该棱镜进行斜视训练。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,进行一段时间的训练后,重新测试患者的斜视棱镜度,并根据新的斜视棱镜度数重新计算P0的值;然后重新测试P1的值,重新计算Wx的值;然后可以将新的Wx的值用于斜视训练模块进行斜视训练;并且可以根据新的Wx的值计算新的L1值作为新的斜视训练棱镜度;此过程可循环进行多次。
19.一种斜视训练设备,其特征在于,包括:
显示模块;
图像拍摄与处理模块,包含至少一个摄像头,可连续拍摄左眼和右眼的图像;
标定模块,用于对左眼和右眼分别进行单眼标定;左眼单眼标定时,仅左眼可见显示模块上显示的标定视标;右眼单眼标定时,仅右眼可见显示模块上显示的标定视标;通过左眼单眼标定得到左眼标定函数,通过右眼单眼标定得到右眼标定函数;
眼动点计算模块,在左眼标定和右眼标定结束后,根据左眼图像和左眼标定函数计算左眼眼动点坐标,根据右眼图像和右眼标定函数计算右眼眼动点坐标;
斜视训练棱镜度范围计算模块,设双眼中一只为斜视眼,另一只为非斜视眼,已知斜视眼的斜视方向,已知斜视棱镜度为L0;通过以下步骤计算斜视训练棱镜度范围:
(a)在被测者正前方显示双眼同时可见的视标,让被测者注视视标;此时斜视眼佩戴的棱镜的棱镜度为L0;
(b)逐渐减小斜视眼棱镜的棱镜度,设每次新更换的棱镜的棱镜度为L,定义ΔL=(L0-L),定义F为斜视眼的眼动点和非斜视眼的眼动点的距离,并记录F随ΔL变化的值;
(c)设置阈值F0,找到F≤F0时所对应的最大ΔL值ΔL1;并可得到此时对应的棱镜的棱镜度L的值,记为Lmin;
(d)斜视训练棱镜度范围为:设斜视训练棱镜度为Lx,Lx的取值范围为Lmin<Lx<L0;在斜视训练过程中,让斜视眼佩戴棱镜度为Lx的棱镜,进行斜视训练。
20.根据权利要求19所述的斜视训练设备,其特征在于,所述阈值F0为2°至5°视角之间的一个视角在所述显示模块的显示平面上所对应的距离。
21.根据权利要求19所述的斜视训练设备,其特征在于,建立直角坐标系,直角坐标系的两个坐标轴分别对应所述F及所述ΔL,将所述F的值及对应的所述ΔL的值作为直角坐标系中的坐标点,连接各坐标点形成折线图,则所述阈值F0为折线图中,线段斜率从小于1变化至大于等于1时所对应的所述F的值。
22.根据权利要求19所述的斜视训练设备,其特征在于,设置Lx为(Lmin+0.1×ΔL1)和(L0-0.1×ΔL1)之间的任一固定值,作为斜视训练棱镜度。
23.根据权利要求19所述的斜视训练设备,其特征在于,设置Lx=(L0+Lmin)/2,作为斜视训练棱镜度。
24.根据权利要求19至23任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,如果斜视眼同时为弱视眼,还包括压抑模块,压抑模块是对非斜视眼进行压抑,使双眼处于视力平衡区间。
25.根据权利要求19至23任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上显示的静态的图像,或动态的视频、动画;斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
26.根据权利要求19至23任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括斜视训练模块,斜视训练模块是通过程序控制的,训练内容是在显示装置上显示的可交互的游戏,可通过眼动点控制游戏中的交互内容进行实时交互;斜视眼所佩戴的棱镜的棱镜度为Lx。
27.根据权利要求25或26所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括一个监控用的显示器,斜视训练模块的训练内容及斜视眼的眼动点和/或非斜视眼的眼动点可实时显示在监控用的显示器上。
28.根据权利要求19至23任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,还包括斜视训练模块,斜视训练的方式是在日常生活中斜视眼佩戴棱镜度为Lx的棱镜,通过观看实物进行斜视训练。
29.根据权利要求19至28任一项所述的斜视训练设备,其特征在于,进行一段时间的训练后,重新测试患者的斜视棱镜度,并根据新的斜视棱镜度数重新测量ΔL1的值;然后得到新的Lmin的值,根据新的Lmin的值计算新的Lx值做为斜视训练棱镜度;并使用新的Lx值用于斜视训练模块进行斜视训练;此过程可循环进行多次。
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