CN113367648A - 视力测定装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及视力测定装置，公开了一种用于测试个人眼睛(E)的视力测定装置，包括：成像模块(10)，所述成像模块适于针对所述个人眼睛(E)在可变距离处产生第一图像；分束器(26)，所述分束器被安排用于组合针对所述个人眼睛(E)的第一图像和第二图像；以及屏幕(22)，所述屏幕面向所述分束器(26)。反射镜(24)被安排成与所述屏幕(22)组合产生所述第二图像，所述个人眼睛通过所述分束器(26)可看见所述第二图像。

Description

视力测定装置
本申请是申请日为2017年9月20日、申请号为201780058086.5、发明名称为“视力测定装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及视力测定领域。
更确切地说，本发明涉及一种视力测定装置。
背景技术
眼部护理专业人员、特别是验光师和眼科医生使用视力测定装置来帮助他们评估个人的视力特征。
特别地，验光设备是适于产生可变矫正的视力测定装置，并且在被称为“主觉验光”的测试期间使用，以便确定用于补偿个人屈光不正的必要矫正。
文件US 5 793 469描述了一种用于测试个人眼睛的视力测定装置，所述视力测定装置包括：成像模块，所述成像模块适于针对所述个人眼睛在可变距离处产生第一图像；分束器，所述分束器被安排用于组合针对所述个人眼睛的第一图像和第二图像；以及屏幕，所述屏幕面向所述分束器。
发明内容
在此背景下，本发明提供了一种刚刚提及的视力测定装置，其特征为反射镜，所述反射镜被安排成与所述屏幕组合产生所述第二图像，所述个人眼睛通过所述分束器可看见所述第二图像。
这使得可以将屏幕产生的光束投影为宽的虚拟图像(表示任何期望的背景)，在所述虚拟图像上叠加第一图像，从而模拟真实情况。
所述视力测定装置还可以包括以下可选特征中的一个或若干个(其应被理解为非限制性的)：
-所述反射镜是凹面的；
-所述成像模块被定位成使得与所述第一图像相对应的第一光束穿过所述分束器朝向所述个人眼睛传输；
-所述屏幕和所述反射镜被定位成使得与所述第二图像相对应的第二光束经由所述分束器从所述屏幕传输到所述反射镜，在所述反射镜上朝向所述分束器反射，并且在所述分束器上朝向所述个人眼睛反射；
-所述屏幕是视频显示器；
-所述视力测定装置进一步包括用于使针对所述个人眼睛的在第二可变距离处的所述第二图像成像的装置；
-所述视力测定装置进一步包括可变验光模块，所述可变验光模块插入在所述分束器与所述个人眼睛之间；
-所述可变验光模块包括具有可变球镜屈光力的透镜；
-所述可变验光模块包括一对具有柱镜屈光力的可独立旋转的透镜；
-所述视力测定装置进一步包括光源，所述光源适于照亮相对于所述分束器位于所述个人眼睛对面的区域；
-所述视力测定装置包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包封所述成像模块，所述第二壳体包封所述分束器、所述反射镜、以及所述屏幕；
-所述第一图像对应于试视力字体；
-所述视力测定装置包括外壳，所述外壳包封所述成像模块、所述分束器、所述屏幕、以及所述反射镜；
-所述视力测定装置包括照明器，所述照明器适于在所述外壳内产生可变环境光。
附图说明
根据附图进行以下说明，在附图中：
-图1示出了根据本发明的示例性视力测定装置；
-图2是图1的视力测定装置的截面；
-图3示出了可能包括在图1的视力测定装置中的验光模块；
-图4示出了个人通过图1的视力测定装置可以看到的示例性视图；并且
-图5示出了设置在这种视力测定装置中的验光模块的可能实施例。
具体实施方式
图1的视力测定装置包括安装在支架4上的外壳2，使得视力测定装置可以放置在例如桌子上。
在本实施例中，外壳2包封敏锐度模块10、场景模块20、验光模块30、以及传感器模块40。外壳2还包封驱动模块70，所述驱动模块适于使其他模块的某些部分、特别是验光模块30的某些部分(如下面进一步解释的)和/或传感器模块40的某些部分移动。
如在图2中可见的，外壳2包括壁7，所述壁与敏锐度模块10相对定位并且具有窗口8(可以由比如透明塑料等透明材料封闭)，个人可以透过所述窗口观看外壳2内部，如下面进一步解释的。
敏锐度模块10包括屏幕12、一对反射镜13、14、透镜16、以及另一反射镜15。
屏幕12(例如LCD屏幕)沿着屏幕轴线S产生光束(此屏幕轴线S在当前情况下是竖直的)。如下面进一步解释的，此光束旨在使用视力测定装置产生用于个人的比如试视力字体等物体图像。
反射镜13、14相对于彼此成直角布置；另外，反射镜13相对于屏幕轴线S成45°角布置。由于这种安排，屏幕12产生的光束被反射镜13、然后被反射镜14连续反射，使得所述光束沿着透镜轴线L被引向透镜16(屏幕轴线S与透镜轴线L彼此平行)。
此处，透镜16是消色差透镜，例如具有在200mm与300mm之间的焦距。
另一反射镜15在透镜轴线L上成45°、相对于透镜16与反射镜14相对定位，使得反射镜14反射的光束沿透镜轴线L穿过透镜16，然后在另一反射镜15上反射，并且沿着视力测定装置的光轴O从所述另一反射镜被引导到个人眼睛E(透过窗口8)。
透镜16与屏幕12之间的距离(沿着刚刚描述的光路)小于透镜16的焦距，使得屏幕12位于透镜16的物方焦平面与透镜本身之间。
另一方面，外壳2和敏锐度模块10被设计成使得个人的眼睛E位于透镜16的像方焦平面中(当个人将他的头部H定位在外壳2的专用部分上时)。
因此，敏锐度模块10被设计用于产生针对个人眼睛E的图像(表示物体，比如试视力字体)。
另外，反射镜13、14保持在基座18上，所述基座可滑动地安装在敏锐度模块10的支撑件17上，使得反射镜13、14可沿(竖直)屏幕轴线S移动(屏幕12、透镜16、以及另一反射镜15固定地附接至此支撑件17)。
通过移动承载反射镜13、14的基座18(例如，由于电动马达19和相关联的机构，图2中未示出)，可以改变屏幕12与透镜16之间的光路长度。
由此，敏锐度模块适于针对个人眼睛E在可变距离处产生物体图像。
刚刚描述的敏锐度模块10的各种元件包封在图1所示的壳体11中(但为了清楚起见未在图2中表示)。
场景模块20包括屏幕22、反射镜(此处为凹透镜)24、以及分束器26。场景模块20还包括壳体21，所述壳体包封屏幕22、反射镜24、以及分束器26。
屏幕22可以是视频显示器，例如LCD显示器。
壳体21具有第一孔口27和第二孔口28，两个孔口均位于视力测定装置的光轴O上，并且旨在允许被引导到个人眼睛E的光穿过。
第一孔口27形成在壳体21的面向敏锐度模块10的壁上，而第二孔口28形成在壳体21的面向个人眼睛E的壁上。
分束器26被定位在光轴O上。因此，敏锐度模块10产生(此处，由敏锐度模块10的另一反射镜15反射)的光束穿过第一孔口、分束器、以及第二孔口朝向个人眼睛E传输。
屏幕22、分束器26、以及反射镜24沿与光轴O垂直的方向(此处为竖直方向)对齐。此外，屏幕22和反射镜24被定位在分束器26的两侧，所述分束器本身相对于光轴成45°定位。
由于这种构造，屏幕22产生的光束穿过分束器26从屏幕22传输到反射镜24(例如，如图2中的光线R1所示)，在反射镜24上朝向分束器26反射(光线R2)，并且在分束器26上反射，以便最终沿着光轴O被引向个人眼睛E(光线R3)。因此，此光束也经由第二孔口28离开场景模块20。
(此处为凹面的)反射镜24具有焦距，所述焦距使得个人可以使用视力测定装置观看屏幕22产生的在大于5m(或大于6m)的距离处的图像。
因此，分束器26不仅使得可以传输敏锐度模块10产生的光束，而且还可以在相同的方向(光轴O)上添加场景模块20的屏幕22最初产生的光束，即将敏锐度模块10产生的图像与场景模块20的屏幕产生的另一个图像组合。
如在图2上可见的，场景模块20的屏幕22的宽度(此处沿光轴O测量)使得可以产生基本上沿分束器26的整个长度延伸的并且因此个人眼睛E可在相当宽的角度α(通常角度α为10°或更大、优选角度α为30°或更大)上看到的光束。
相比之下，敏锐度模块10产生的(个人眼睛E可在另一反射镜15上看见的)物体图像覆盖相当窄的角度β，所述角度为5°或更小。
鉴于此，在本实施例中，第一孔口27的面积明显小于第二孔口28的面积。
在本实施例中，场景模块20的元件被定位成使得场景模块20的屏幕22产生的(虚拟)图像位于个人眼睛E的距离处(即，对应于个人的视远)。
根据可能的实施方式，屏幕22可以(例如通过在线性引导件上的机动运动)从图2所示的位置移动到另一个位置(在附图标记22'下以虚线示出)，以便使屏幕22针对个人眼睛E在可变距离处产生的图像成像。
由于以上介绍的视力测定装置的构造，场景模块20可以被移除(例如，如果通过可拆卸方式安装在外壳2中)或者不包括在某些产品中，而不影响敏锐度模块10和下述其他模块30、40的操作。
视力测定装置还可以包括照明器60，所述照明器此处插入在敏锐度模块10与场景模块20之间。照明器60可以安装到例如敏锐度模块的壳体11上。
照明器60可以包括至少一个光源(例如多个光源，比如LED)、透明塑料材质的平板，所述平板适于散射和漫射光。因此，照明器60适于照亮相对于分束器26位于个人眼睛E对面的区域，并且因此模拟个人的环境光。可以通过改变(多个)光源的强度来改变此环境光的水平(即，模拟光度)。
验光模块30安装在外壳2中，以便插入在场景模块20与个人眼睛E之间(并且因此在敏锐度模块10与个人眼睛E之间)。
在本实施例中，验光模块30位于外壳2的呈现窗口8的壁7附近。
验光模块30例如是在文件WO 2015/107 303中描述的视觉补偿系统。
这种验光模块适于为透过其观看的个人眼睛E提供可变光学矫正。
精确地，如图3所示，验光模块30沿光轴O包括具有球镜度的透镜32，所述球镜度是可变的。
所述球镜度可变透镜32具有例如可变形表面(比如可变形膜)。此表面的形状(特别是此表面的曲率半径、并且因此由透镜提供的球镜度)可以通过移动机械零件(比如环)来控制，所述机械零件可以由验光模块30的第一马达33驱动。
验光模块沿光轴O还包括一对可独立旋转的透镜34、36，每个透镜具有柱镜度。
两个可旋转的透镜34、36可以各自分别通过验光模块30的第二马达和验光模块30的第三马达的作用而旋转。
验光模块30包括控制单元38，所述控制单元被设计用于分别控制第一马达33、第二马达、以及第三马达，使得球镜度可变透镜32和两个柱镜度透镜34、36的组合为个人眼睛E提供所需的球镜矫正和所需的柱镜矫正，如文件WO 2015/107 303中解释的。
验光模块30的各种元件(比如球镜度可变透镜32、柱镜透镜34、36、第一马达33、第二马达、第三马达、以及控制单元38)包封在壳体31中。
在本实施例中，视力测定装置包括两个如上所提及的且在图3中示出的视觉补偿系统，每个这样的系统位于个人眼睛之一的前方。
在这种情况下，驱动模块70可以包括使每个视觉补偿系统沿与光轴O垂直的方向移动的装置，以便调节至个人的瞳孔距离(PD)。
图5示出了可能的实施例，其中，视力测定装置包括两个验光模块30、30'，并且每个验光模块30、30'设置有遮板39、39'。
每个遮板39、39'可围绕轴线35、35'(基本上平行于光轴O)旋转地安装，以便可在第一(关闭)位置(图5所示)与第二(打开)位置之间移动，在所述第一位置，相关遮板39、39'位于光轴O上(即面向窗口8)并且遮挡相关眼睛的视觉，在所述第二位置，相关遮板39、39'在光轴O之外并且不妨碍相关眼睛的视觉。
通过独立地控制遮板39、39'的位置并且与敏锐度模块10的屏幕12和/或场景模块20的屏幕22同步，可以产生针对右眼的图像，所述图像与针对左眼所产生的图像不同，这适用于敏锐度模块10产生的图像和场景模块产生的图像。
例如，对于在敏锐度模块10的屏幕12上或在场景模块20的屏幕22上显示的一系列图像，可以仅向一只眼睛示出奇数图像(遮板39关闭，遮板39'打开)，而仅向另一只眼睛示出偶数图像(遮板39打开，遮板39'关闭)。
这使得可以显示例如立体图像。
根据可能的实施例，通过在不同于在场景模块20的屏幕22上显示图像的时刻在敏锐度模块10的屏幕12上显示图像，还可以仅针对给定眼睛示出由敏锐度模块10产生的图像(比如试视力字体)，并且可以针对两只眼睛都示出场景模块20产生的图像。
传感器模块40包括位于光轴O上的、相对于光轴O倾斜45°的分束器45，以便将从个人眼睛E发出的光朝向传感器42(在目前情况下位于光轴O上方)反射。传感器42例如是图像传感器，比如摄像机，被设计用于捕获个人眼睛E的图像。
可以位于传感器模块40中或其他地方(例如，在不同的电子设备中)的处理单元接收传感器42捕获的图像并分析这些图像以从中推断出与个人相关的生理或行为参数，比如相关个人眼睛E的注视方向。
在本实施例中，验光模块30和传感器模块40被定位在外壳2中，使得至少承载光学元件55的盒50可以插入验光模块30与传感器模块40之间。
如图1所示，此处，盒50从上方穿过开口3插入外壳2中。
当盒50被定位在验光模块30与传感器模块40之间时，光学元件55位于光轴O上，使得个人的眼睛E透过光学元件55观察场景模块的分束器26和敏锐度模块10的另一反射镜15(各产生针对个人眼睛E的图像)。
光学元件55例如是彩色滤光器、着色滤光器、偏振滤光器或棱镜透镜。
上述视力测定装置虽然紧凑，但由于具有宽视野的场景模块产生的图像，可以模拟真实情形。
通过同时使用敏锐度模块10和场景模块20，可以在具有宽视野的图像的中心显示高分辨率试视力字体OPT。
当场景模块20的屏幕22是视频显示器时，使用视力测定装置进行的测试甚至可以模拟移动环境，如在实际情况中那样。
另外，通过如上所述将各种元件包封在外壳2中，可以根据需要调节个人眼睛E感知的光的水平；因此可以(特别是使用照明器60)从半阴影到耀眼模拟各种环境光。
因此可以利用由专业人员选择的光水平来执行主觉验光测试(可以使用验光模块30)，例如以测试明视觉或中间视觉。
还可以通过在敏锐度模块的屏幕12上和/或在场景模块20的屏幕22上显示仅具有相关颜色的图像，针对特定颜色(例如红色、绿色或蓝色)进行测试。
光学元件55可以用于例如证明在给定情况(如上所述模拟)下使用特定附加滤光器的意义。
由于两个图像的组合(此处使用场景模块20的分束器26)，在更广阔的场景SCN中间(例如，作为景观中的远处标志)个人观看到在视力测试中使用的物体OPT(对应于视敏度模块10产生的高分辨率图像，例如试视力字体)，这使得测试更加逼真，如图4所示的示例性视图中那样。
例如，可以在模拟夜间驾驶的环境中进行专用的主觉验光测试。
移动(例如场景模块20的屏幕22产生的)图像和通过传感器模块40对个人眼睛E的观察的组合使得可以响应于在相关图像(此处是场景模块20产生的图像)中发生的事件来推断出行为特征。这种行为特征例如是响应时间或场景探索策略。所述事件可以例如是障碍物从图像的侧向部分朝向图像的中心部分移动。在这种情况下，通过可使用传感器模块40测量的行为特征可以是个人检测到障碍物的角度(相对于光轴O)(当传感器模块40确定的注视方向对应于场景模块20显示的障碍物的位置时进行检测)。

Claims (12)

1.一种用于测试个人眼睛(E)的视力测定装置，所述视力测定装置包括：
-成像模块(10)；
-分束器(26)，所述分束器被安排用于组合针对所述个人眼睛(E)的第一图像与第二图像；
-屏幕(22)，所述屏幕面向所述分束器(26)；
其特征为
-凹面反射镜(24)，所述凹面反射镜被安排成与所述屏幕(22)组合产生所述第二图像，所述个人眼睛通过所述分束器(26)可看见所述第二图像，
其中所述屏幕是视频显示器，并且其中所述成像模块(10)适于在个人眼睛(E)的可变距离处产生第一图像。
2.根据权利要求1所述的视力测定装置，其中，所述成像模块被定位成使得与所述第一图像相对应的第一光束穿过所述分束器(26)朝向所述个人眼睛(E)传输。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的视力测定装置，其中，所述屏幕(22)和所述反射镜(24)被定位成使得与所述第二图像相对应的第二光束经由所述分束器(26)从所述屏幕(22)传输到所述反射镜(24)，在所述反射镜(24)上朝向所述分束器(26)反射，并且在所述分束器(26)上朝向所述个人眼睛(E)反射。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的视力测定装置，其中，所述屏幕(22)生成所述个人的眼睛(E)可在30°或更大的角度上看到的光束。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的视力测定装置，进一步包括用于使针对所述个人眼睛的在第二可变距离处的所述第二图像成像的装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的视力测定装置，进一步包括可变验光模块(30)，所述可变验光模块插入在所述分束器(26)与所述个人眼睛(E)之间。
7.根据权利要求6所述的视力测定装置，其中，所述可变验光模块(30)包括具有可变球镜屈光力的透镜(32)。
8.根据权利要求6或7所述的视力测定装置，其中，所述可变验光模块(30)包括一对具有柱镜屈光力的可独立旋转的透镜(34，36)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的视力测定装置，进一步包括光源，所述光源适于照亮相对于所述分束器(26)位于所述个人眼睛(E)对面的区域。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的视力测定装置，包括第一壳体和第二壳体(21)，所述第一壳体包封所述成像模块(10)，所述第二壳体包封所述分束器(26)、所述反射镜(24)、以及所述屏幕(22)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的视力测定装置，其中，所述第一图像对应于试视力字体(OPT)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的视力测定装置，包括：外壳(2)，所述外壳包封所述成像模块(10)、所述分束器(26)、所述屏幕(22)、以及所述反射镜(24)；以及照明器(60)，所述照明器适于在所述外壳(2)内产生可变环境光。
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