CN114209559A - 一种图像显示方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本专利属于光学领域，具体而言涉及一种图像显示方法、装置及系统。所述图像显示方法包括，获取视力数据；将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数；根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角；与所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像；让用户按照一定的时间和次数使用指定的显示器/屏幕观看。本专利提供一种图像显示方法及装置以量化进行训练的图像的成像距离和图像参数以对近视离焦进行精确和稳定的调节。
Description
技术领域
本专利属于光学领域，具体而言涉及一种图像显示方法、装置及系统。
背景技术
眼是用于观察客观事物的感觉器官。外界远、近物体发出或反射出来的光线，不论是平行的还是分散的，均需经过眼的屈光系统屈折后，集合成像于视网膜上，正常情况下，焦点将落在人眼视网膜上，此时人眼观察到的事物是清晰明亮的。
当外界事物经过屈光系统曲折后，成像焦点没有落在视网膜上，而是落在视网膜前侧或后侧，如此会导致人眼看到的事物模糊不清，这是由屈光不正造成的离焦现象。具体的，成像焦点落在视网膜之前，为近视离焦；成像焦点落在视网膜之后，为远视离焦。近视的视网膜中央呈近视离焦，远视的视网膜中央呈远视离焦。
现有技术中，对近视离焦进行调节时，常用佩戴正镜、远眺或者各种传统概念的雾视法，通过这些法以增强眼睛的调节能力，进而改善屈光度。
但这些法需要长期训练，且无法根据每个用户的具体实例指标量化训练的时间和强度，过程枯燥繁琐，对近视离焦的调节的效果不具有稳定的保证。
发明内容
本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种图像显示方法、装置及系统以量化进行训练的图像的成像距离和图像参数以对近视离焦进行精确和稳定的调节。
为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：
提供了一种图像显示方法，包括，获取视力数据；将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数；根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角；与所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。通过上述方式能够准确的对眼睛离焦量进行调整，使得眼睛产生合适的离焦力以调节光轴进而改善眼睛并有效的改善和调节屈光度。
优选的，所述第一视力数据包括：表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。通过这一步骤得到眼睛本身的状态，包括离焦量，为之后的步骤提供基础。
优选的，所述视力微刺激量为在预定范围的离焦量，以刺激眼睛缩短眼轴观察所述图像。通过这一步骤为待训练的眼睛提供合适的微刺激量，使得事物成像的焦点向视网膜靠近。
优选的，所述微刺激量的范围为0.5D～2.0D。使眼睛产生轴向离焦，所述微刺激量的范围能够超出眼睛自动调节的范围，同时还能够通过大脑主动接收微刺激。
优选的，所述微刺激量包括以屈光度计算的范围0.75D～1.5D。
优选的，视力数据包括小数或对数视力数值；所述微刺激量包括，针对所述视力数值进行调整的调整量；所述视场角包括第二视力数据在标准对数视力表上对应的视场角；所述成像距离数值等于所述视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和。根据提供的眼睛的离焦量以及微刺激量相对准确的得到进行训练所用到的图像距离眼睛的距离。
优选的，所述图像直径包括所述成像距离数值、所述视场角数值和第三系数三者的乘积。得到的图像直径能够准确的与上述求出的成像距离相适配，以准确的对眼睛形成刺激，进而改善和调节屈光不正。
优选的，所述图像直径通过E1＝5×d×a×c表示，其中E1为所述图像直径，d为图像的成像距离，a为视场角，c＝2.90888×10-4。通过上述表达式得到图像的准确直径，以实现对屈光不正的改善和调节。
优选的，根据所述图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。所述显示器经过光学系统将显示屏显示的图像放大。
还提供了一种图像显示装置，包括视力获取模块，用于获取视力数据；微刺激量叠加模块，用于将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数；成像距离和/或视场角模块，用于根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角；屏幕，用于根据处理器得到所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。
通过上述装置准确的对眼睛离焦量进行调整，使得眼睛产生合适的离焦力以调节光轴进而改善眼睛并有效的改善和调节屈光度。
优选的，所述视力数据包括：表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。获取眼睛本身的状态，包括离焦量，为之后的步骤提供基础。
优选的，所述视力微刺激量包括刺激眼睛改善成像点与视网膜之间距离的调节量。获取待训练的眼睛的合适的微刺激量，使得事物成像的焦点向视网膜靠近。
优选的，所述微刺激量的范围为0.5D～2.0D。所述微刺激量的范围能够超出眼睛自动调节的范围，同时还能够通过大脑主动接收微刺激。
所述微刺激量的范围为0.75D～1.5D。
优选的，视力数据包括小数或对数视力数值；所述微刺激量包括，针对所述视力数值进行调整的调整量；所述处理器的处理包括根据获取模块获取的数值得到第二视力数据在标准对数视力表上对应的视场角；由所述视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和得到成像距离的数值。根据提供的眼睛的离焦量以及微刺激量相对准确的得到进行训练所用到的图像距离眼睛的距离。
优选的，所述处理器的处理包括由所述成像距离数值、所述视场角数值以及第三系数三者的乘积得到所述图像的直径。得到的图像直径能够准确的与上述求出的成像距离相适配，以准确的对眼睛形成刺激，进而改善和调节屈光不正。
优选的，所述图像直径通过E1＝5×d×a×c表示，其中E1为所述图像直径，d为图像的成像距离，a为视场角，c＝2.90888×10-4。通过上述表达式得到图像的准确直径，以实现对屈光不正的改善和调节。
优选的，所述屏幕上的图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。所述显示器经过光学系统将显示屏显示的图像放大。
又提供了一种图像显示系统，包括，所述图像显示装置以及远像屏，所述远像屏包括，包括面板朝上设置的显示器以及设置在所述显示器上方的凸透镜，所述凸透镜具有外凸的外表面；凹面反射镜，具有内凹的反射面，所述凸透镜的所述外凸的外表面形状与所述反射面的形状互补；分光镜，所述分光镜设置在壳体上，并与所述显示装置相对，将所述显示装置发射的光的一部分向壳体内反射至凹面反射镜，并将所述凹面反射回来的光经透射至密闭空间外以形成正立放大的第一虚像。
优选的，所述互补包括，所述凸透镜与所述显示器相对或远离的外表面中的一个外凸，另外一个为平面；外凸的所述外表面在沿着预定的方向与所述凹面反射镜对准时，与所述反射面的轮廓完全一致重合。
优选的，所述显示器的中心点设置在所述凸透镜的主光轴上，并位于所述凸透镜的焦距以内，由此在所述凸透镜靠近所述显示器的一侧成所述显示器放大正立的第二虚像。
优选的，所述第二虚像在所述分光镜中成第三虚像，所述第三虚像的中心位于所述凹面反射镜的主光轴上。
优选的，所述分光镜的中心也位于所述面反射镜的主光轴上。
与现有技术相比，本专利能够量化进行训练的图像的成像距离以及图像的参数，使得对近视离焦的调节更加精确和稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种图像显示方法的步骤流程图；
图2为一种图像显示装置的系统结构图；
图3为使用图像显示装置的示意图；
图4为一种图像显示系统中的光路图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本专利实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
为便于对本申请实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本申请实施例的限定。
外界远、近物体发出或反射出来的光线，不论是平行的还是分散的，均需经过眼的屈光系统屈折后，形成焦点落在视网膜附近区域。所述焦点落在视网膜的前侧或后侧都会使眼睛成像不清晰，导致看到的事物模糊不清。眼睛观看事物的模糊程度能够通过计算眼睛成像点与视网膜之间的距离来量化表征。
成像点与视网膜之间的距离称之为离焦量，离焦是指成像点不在视网膜上，分为前离焦和后离焦。当所述成像点落在视网膜前方时，所述离焦为前离焦，又称为近视离焦；当所述成像点落在视网膜后方时，所述离焦为后离焦，又称为远视离焦。近视眼睛度数增加的主要原因是眼轴长度延长。现有技术中希望通过望远的方式对近视离焦进行改善，从理论上说不会产生明显效果，只能够起到放松眼球，减轻其疲劳度的作用，无法量化的提供给使用者符合自身情况的调节量，此外，望远的方式不具有持续性和针对性。
除了近视离焦和远视离焦之外，还有周边离焦。周边离焦指的是，眼睛中心视力处的成像投射在视网膜上，但其外围投射在视网膜的前方或后方的现象。眼球具有依赖视网膜周边成像诱导眼球发育的特点，若视网膜周边成像为远视离焦，视网膜会倾向向成像点生长，眼轴长度延长；若视网膜周边成像为近视离焦，眼轴停止延长。
实施例1
本实施例提供了一种图像显示方法，如图1所示。
S1获取视力数据。
视力是指视网膜分辨影像的能力。视力的好坏由视网膜分辨影像能力的大小来判定，然而当眼的屈光介质(如角膜、晶体、玻璃体等)变得混浊或存在屈光不正(包括近视、远视、散光等)时，即使视网膜功能良好的眼视力仍会下降。换句话说，眼睛的角膜、晶体、玻璃体以及近视、远视、散光等都是影响视力的参数。
优选的，近视为最为普遍的影响视力的重要参数。所述近视为屈光不正的一种，当裸眼在放松状态下，平行光线进入眼睛，事物的成像点落在眼睛视网膜之前，由此导致视网膜上无法产生清晰的像，则为近视。对于近视的表征，具有多种不同的方式，其中包括使用小数视力、对数视力对近视的程度进行表征，还包括通过屈光度的大小对近视程度进行表征。
所述视力数据包括表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。优选的，所述视力数据包括在视网膜之前的成像点与视网膜之间的距离参数。
所述视力数据包括视力数据和度数数据。所述视力数据包括用小数视力表示的视力数据和用对数视力表示的视力数据。
所述视力数据获取能够通过输入的方式实现，也可以通过现有技术采用直接读取的方式实现。进一步地，获取的视力包括裸眼时的视力和佩戴有光学镜片情况下的视力数值。
所述图像显示方法可以在裸眼的情况下进行，也可以在佩戴有光学镜片的情况下进行。
S2将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数。
眼轴为眼睛角膜正中到视神经与视网膜黄斑中心窝之间的一条假象射线，眼球沿着所述眼轴做内旋、外旋运动。所述眼轴方向为以眼轴为轴心的、与轴心呈15°角的一条假象射线围绕轴心旋转360°后所包围的区域。
眼睛能够通过睫状体的自动调节来调整晶状体的焦距，使得成像点落在视网膜上。当超出调节范围后，则需要眼睛产生离焦力拉动视网膜靠近成像点，尽可能地使得事物的成像能够落在视网膜上。所述过程能够通过训练改变眼轴的长度，进而改善屈光不正的情况。
所述视力微刺激量为在预定范围的离焦量，以刺激眼睛缩短眼轴观察所述图像。所述离焦量为眼睛视网膜距离成像点之间的距离，所述离焦力为将视网膜向所述成像点靠近的力。
当微刺激量低于调节范围时，不会对眼睛起到刺激作用，也就不会产生相应的拉力拉动视网膜向成像点所在位置靠近，对眼睛的屈光不正不会起到很好的效果；当微刺激量高于调节范围时，所述微刺激量数值过大，眼睛看到的图像过于模糊，体验者的训练意愿不强，对于眼睛屈光不正的调节不会产生很好的效果。
所述微刺激量实质上是提供一个适合的超出眼睛自动调节范围的屈光度，使得眼睛需要通过训练，不断地将眼轴调节到一个合适的位置，使得视网膜成像正常。所述微刺激量能够针对所述视力数值进行调整。
视力数据与微刺激量的叠加方式包括但不限于，调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式、调节得到的微刺激量图像的尺寸大小的方式以及在调节小数视力、对数视力或者屈光度。进行距离叠加的方式得到的微刺激图像控制参数为距离；进行图像的大小缩放的方式得到的微刺激图像控制参数为尺寸大小；通过叠加对数视力、小数视力或度数的方式得到的微刺激图像控制参数为第二视力数据。
对于调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式，所述距离的范围在2～6m。示例性的，甲在距离A图像4m的位置处能够清晰的看到微刺激图像A，此时甲与微刺激图像A之间的距离为临界距离，使得甲向远离A图像的位置移动，并在在眼睛放松的状态下看不清A图像，但通过用力观察，对观看到的A图像的清晰度有所改善的位置处静止，并在此位置处对A进行观察。甲在静止位置对A图像的观察，以拉动视网膜朝向成像点的方向运动，通过不断地训练，以改变眼轴长度，进而改善和调节屈光不正，减轻近视状况。
对于调节得到的微刺激图像的尺寸大小的方式，示例性的，甲在某地能够清晰的看到微刺激图像A，此时A的大小为临界大小，使得图像A的大小在原有基础上缩小，其缩小程度控制在甲观看图像A时模糊不清，但通过用力观察，能够改善眼睛观看A的清晰度，将调整好的图像作为甲的训练图像。甲对缩小尺寸的A图像的观察，以拉动视网膜朝向成像点的方向运动，通过不断地训练，以改变眼轴长度，进而改善和调节屈光不正，减轻近视状况。
对于在调节小数视力、对数视力或者屈光度的方式：
所述微刺激量的范围为0.5D～2.0D。当微刺激量小于0.5D时，所述微刺激量能够通过眼睛的自动调节能力进行调节，换言之，微刺激量低于所述范围时，不会对眼睛起到刺激作用，也就不会产生相应的拉力拉动视网膜向成像点所在位置靠近，对眼睛的屈光不正不会起到很好的效果；当微刺激量大于2.0D时，所述微刺激量数值过大，眼睛看到的图像过于模糊，体验者的训练意愿不强，对于眼睛屈光不正的调节不会产生很好的效果。
进一步地，视力微刺激量过大会加快眼睛的疲惫感，进而减少眼睛观看图像的时间，导致不能达到很好的调节和改善视力的效果；视力微刺激量过小对眼睛的调节和改善效果不能达到预期，使得效率降低，浪费时间和成本。
优选的，所述微刺激量的范围为0.75D～1.5D。叠加所述微刺激量后能够产生较好的改善和调节效果。
进一步地，用小数视力或对数视力表示的第一视力数据以及用度数表示的第一视力数据叠加所述微刺激量，使得眼睛看到的事物是模糊不清的，但通过眼睛中相关的肌肉以及结构系统拉动视网膜向成像点靠近，改变眼轴长度，进而实现改善和调节屈光不正。
所述视力微刺激量的数据值通过一定的转换与获取到的所述第一视力数据相适配。
本实施例中的一个技术方案，若接收眼睛的第一视力为对数视力，则叠加的微刺激量为0.1或0.05；若接收眼睛的第一视力为小数视力，则先将小数视力转换为对数视力，再叠加0.1或0.05的微刺激量。
所述对数视力与所述小数视力之间的转换关系表达式如下：
L＝5+lgV
其中，其中L为对数视力，V为小数视力。
本实施例中的又一个技术方案，接收眼睛的第一度数，则微刺激量为-150～-100度。
需要说明的是，上述所增加的微刺激量的值仅供参考，具体需要根据使用者眼睛的具体情况而定，优选的，可由专业人士根据经验对所增加的微刺激量进行调整，以使得所述图像显示方法最大程度的实现对眼睛的调节和改善的效果。
本实施例的一个技术方案为接收到的数据为用对数视力表示的第一视力，则在所述第一视力数据的基础上叠加与所述第一视力相对应的微刺激量，得到第二视力数据，其具体表达式如下：
L’＝L+m
其中L’为用对数视力表示的第二视力，L为用对数视力表示的第一视力，m为微刺激量。
示例性的，甲测得的第一视力数据为4.8，对所述第一视力数据叠加一定的微刺激量。进一步地，建议的微刺激量为0.1，由公式L’＝L+m得到第二视力为4.9。
上述叠加方式和前两种方式相比，经过对参数的量化得到确切的数据，更加准确性和稳定性。
S3根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角。
由调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的成像距离。
由调节得到的微刺激量图像的尺寸大小的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的视场角。
由调节小数视力、对数视力或者屈光度的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的成像距离和视场角。
优选的，通过所述第二视力数据结合微刺激量，得到用于对眼睛进行调节和改善的图像的成像距离以及视场角。
所述成像距离数值等于所述第一视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和。
进一步地，所述成像距离通过下述表达式得出：
d＝V×5+m×10
其中d为眼睛与所成的图像之间的距离，V为用小数视力表示的第一视力数据。
通过上述表达式能够更好的将成像距离进行量化，使得对眼睛视力的调整更加精准。
示例性的，当甲测得的用对数视力表示的第一视力数据为4.8，则由小数视力表示的第一视力为0.6，其微刺激量为0.1，通过上述表达式，得到对甲的视力进行调节的图像与甲的眼睛之间的距离为d＝0.6×5+0.1×10＝4m；若甲的眼睛的调节能力较差，则将所述微刺激量降低为0.05，则此时图像与甲的眼睛之间的距离为d＝0.6×5+0.05×10＝3.5m。
视场角则通过lga＝5-L’表示，L’为用对数视力表示的第二视力数据，a为视场角。
示例性的，当甲测得的用对视表示的第一视力数据为4.8，其用对数视力表示的第二视力数据为4.9，则通过上述表达式得到视场角为a＝105-L’＝100.1≈1.25893。
通过上述步骤得到图像的成像距离和视场角为得到图像的参数提供了基础，以提高对眼睛近视情况的改善和调节效果。
S4与所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。
得到与上述三种方式所对应的微刺激图像。
所述微刺激图像包括规则图像和不规则图像，所述图像的直径为所述图像中水平方向或数值方向上的最远的两个点之间的距离。所述直径为第三系数与所述成像距离数值以及所述视场角数值的乘积。
本实施例中的一个实施方案，所述图像为正方形的像，其边长相等。通过以下表达式得出图像的直径：
E1＝5×d×a×c
其中E1为图像直径，c＝2.90888×10-4。
则图像的区域面积为S＝E1×E1。
所计算出来的微刺激视标的大小和面积是达到微刺激量所需要的合适的最小敏感单元，屏幕上所显示的图像可以是一个单元的图像，也可以是多个单元或者由最小敏感单元组织成的复杂的图像。
通过上述表达式得到的图像的规格能够在很大程度上保持对眼睛调节和改善的准确性和稳定性，也提高改善眼睛屈光程度的效果。
所述图像可以是任何形状的像，也可以是任何状态的像，所述状态包括固定在屏幕的某个位置以及在屏幕上进行移动。
进一步地，所述图像可以是静态图像还可以是动态图像。还可以对所述图像的背景进行设置，使所述背景同样对眼睛造成刺激以起到调节和改善的作用，所述背景为在屏幕上除所述图像之外的面积所在的区域。通过对图像属性和参数的设置，增强趣味性，使得使用者更有意愿进行对眼睛状况的改善和调整，能够产生更好的实现效果。
根据所述微刺激图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。
进一步地，所述微刺激图像是由显示在显示屏上的原图像经过一定的放大投射得到的。放大效果由光学系统完成，影响放大效果的放大因数和所述光学系统相关。
相应的，所述原图像的边长表示为：
E2＝E1÷n
其中，n为放大因数。
所述原图像的区域面积为：S＝E2×E2。
在居家情况下，仍可以通过上述方法进行眼睛改善和调节，由于空间的局限性，在固定的成像距离下，则采用通过改变图像的尺寸大小和调节小数或对数视力两种方式相结合的方式实现对视力的改善和调节。
本实施例中所述的方法通过量化眼睛的离焦量对眼睛的屈光不正进行改善和调节，所述方法具有精准性，并通过显示图像的变化变形增强使用者改善和调节过程中的趣味性，以达到更好的改善和调节效果。
所述方法应用过程中，需要对观察所述图像的时间以及频率做相关规定以达到对屈光不正的改善和调节。时间和频率由专业人士根据经验并结合使用者眼睛的情况进行制定。
实施例2
本实施例提供了一种图像显示装置，如图2和3所示。
视力获取模块，用于获取视力数据。
视力是指视网膜分辨影像的能力。视力的好坏由视网膜分辨影像能力的大小来判定，然而当眼的屈光介质(如角膜、晶体、玻璃体等)变得混浊或存在屈光不正(包括近视、远视、散光等)时，即使视网膜功能良好的眼视力仍会下降。换句话说，眼睛的角膜、晶体、玻璃体以及近视、远视、散光等都是影响视力的参数。
优选的，近视为最为普遍的影响视力的重要参数。所述近视为屈光不正的一种，当裸眼在放松状态下，平行光线进入眼睛，事物的成像点落在眼睛视网膜之前，由此导致视网膜上无法产生清晰的像，则为近视。对于近视的表征，具有多种不同的方式，其中包括使用小数视力、对数视力对近视的程度进行表征，还包括通过屈光度的大小对近视程度进行表征。
所述视力数据包括表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。优选的，所述视力数据包括在视网膜之前的成像点与视网膜之间的距离参数。
所述视力数据包括视力数据和度数数据。所述视力数据包括用小数视力表示的视力数据和用对数视力表示的视力数据。
所述视力数据获取能够通过输入的方式实现，也可以通过现有技术采用直接读取的方式实现。进一步地，获取的视力包括裸眼时的视力和佩戴有光学镜片情况下的视力数值。
微刺激量叠加模块，用于将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数。
眼轴为眼睛角膜正中到视神经与视网膜黄斑中心窝之间的一条假象射线，眼球沿着所述眼轴做内旋、外旋运动。所述眼轴方向为以眼轴为轴心的、与轴心呈15°角的一条假象射线围绕轴心旋转360°后所包围的区域。
眼睛能够通过睫状体的自动调节来调整晶状体的焦距，使得成像点落在视网膜上。当超出调节范围后，则需要眼睛产生离焦力拉动视网膜靠近成像点，尽可能地使得事物的成像能够落在视网膜上。所述过程能够通过训练改变眼轴的长度，进而改善屈光不正的情况。
所述视力微刺激量为在预定范围的离焦量，以刺激眼睛缩短眼轴观察所述图像。所述离焦量为眼睛视网膜距离成像点之间的距离，所述离焦力为将视网膜向所述成像点靠近的力。
当微刺激量低于调节范围时，不会对眼睛起到刺激作用，也就不会产生相应的拉力拉动视网膜向成像点所在位置靠近，对眼睛的屈光不正不会起到很好的效果；当微刺激量高于调节范围时，所述微刺激量数值过大，眼睛看到的图像过于模糊，体验者的训练意愿不强，对于眼睛屈光不正的调节不会产生很好的效果。
所述微刺激量实质上是提供一个适合的超出眼睛自动调节范围的屈光度，使得眼睛需要通过训练，不断地将眼轴调节到一个合适的位置，使得视网膜成像正常。所述微刺激量能够针对所述视力数值进行调整。
视力数据与微刺激量的叠加方式包括但不限于，调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式、调节得到的微刺激量图像的尺寸大小的方式以及在调节小数视力、对数视力或者屈光度。进行距离叠加的方式得到的微刺激图像控制参数为距离；进行图像的大小缩放的方式得到的微刺激图像控制参数为尺寸大小；通过叠加对数视力、小数视力或度数的方式得到的微刺激图像控制参数为第二视力数据。
对于调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式，所述距离的范围在2～6m。示例性的，甲在距离A图像4m的位置处能够清晰的看到微刺激图像A，此时甲与微刺激图像A之间的距离为临界距离，使得甲向远离A图像的位置移动，并在在眼睛放松的状态下看不清A图像，但通过用力观察，对观看到的A图像的清晰度有所改善的位置处静止，并在此位置处对A进行观察。甲在静止位置对A图像的观察，以拉动视网膜朝向成像点的方向运动，通过不断地训练，以改变眼轴长度，进而改善和调节屈光不正，减轻近视状况。
对于调节得到的微刺激图像的尺寸大小的方式，示例性的，甲在某地能够清晰的看到微刺激图像A，此时A的大小为临界大小，使得图像A的大小在原有基础上缩小，其缩小程度控制在甲观看图像A时模糊不清，但通过用力观察，能够改善眼睛观看A的清晰度，将调整好的图像作为甲的训练图像。甲对缩小尺寸的A图像的观察，以拉动视网膜朝向成像点的方向运动，通过不断地训练，以改变眼轴长度，进而改善和调节屈光不正，减轻近视状况。
对于在调节小数视力、对数视力或者屈光度的方式：
所述微刺激量的范围为0.5D～2.0D。当微刺激量小于0.5D时，所述微刺激量能够通过眼睛的自动调节能力进行调节，换言之，微刺激量低于所述范围时，不会对眼睛起到刺激作用，也就不会产生相应的拉力拉动视网膜向成像点所在位置靠近，对眼睛的屈光不正不会起到很好的效果；当微刺激量大于2.0D时，所述微刺激量数值过大，眼睛看到的图像过于模糊，体验者的训练意愿不强，对于眼睛屈光不正的调节不会产生很好的效果。
进一步地，视力微刺激量过大会加快眼睛的疲惫感，进而减少眼睛观看图像的时间，导致不能达到很好的调节和改善视力的效果；视力微刺激量过小对眼睛的调节和改善效果不能达到预期，使得效率降低，浪费时间和成本。
优选的，所述微刺激量的范围为0.75D～1.5D。叠加所述微刺激量后能够产生较好的改善和调节效果。
进一步地，用小数视力或对数视力表示的第一视力数据以及用度数表示的第一视力数据叠加所述微刺激量，使得眼睛看到的事物是模糊不清的，但通过眼睛中相关的肌肉以及结构系统拉动视网膜向成像点靠近，改变眼轴长度，进而实现改善和调节屈光不正。
所述视力微刺激量的数据值通过一定的转换与获取到的所述第一视力数据相适配。
本实施例中的一个技术方案，若接收眼睛的第一视力为对数视力，则叠加的微刺激量为0.1或0.05；若接收眼睛的第一视力为小数视力，则先将小数视力转换为对数视力，再叠加0.1或0.05的微刺激量。
所述对数视力与所述小数视力之间的转换关系表达式如下：
L＝5+lgV
其中，其中L为对数视力，V为小数视力。
本实施例中的又一个技术方案，接收眼睛的第一度数，则微刺激量为-150～-100度。
需要说明的是，上述所增加的微刺激量的值仅供参考，具体需要根据使用者眼睛的具体情况而定，优选的，可由专业人士根据经验对所增加的微刺激量进行调整，以使得所述图像显示方法最大程度的实现对眼睛的调节和改善的效果。
本实施例的一个技术方案为接收到的数据为用对数视力表示的第一视力，则在所述第一视力数据的基础上叠加与所述第一视力相对应的微刺激量，得到第二视力数据，其具体表达式如下：
L’＝L+m
其中L’为用对数视力表示的第二视力，L为用对数视力表示的第一视力，m为微刺激量。
示例性的，甲测得的第一视力数据为4.8，对所述第一视力数据叠加一定的微刺激量。进一步地，建议的微刺激量为0.1，由公式L’＝L+m得到第二视力为4.9。
上述叠加方式和前两种方式相比，经过对参数的量化得到确切的数据，更加准确性和稳定性。
成像距离和/或视场角模块，用于根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角。
由调节得到的微刺激图像与眼睛之间距离的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的成像距离。
由调节得到的微刺激量图像的尺寸大小的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的视场角。
由调节小数视力、对数视力或者屈光度的方式得到微刺激图像控制参数的，能够通过所述参数确定微刺激图像的成像距离和视场角。
优选的，通过所述第二视力数据结合微刺激量，得到用于对眼睛进行调节和改善的图像的成像距离以及视场角。
所述成像距离数值等于所述第一视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和。
进一步地，所述成像距离通过下述表达式得出：
d＝V×5+m×10
其中d为眼睛与所成的图像之间的距离，V为用小数视力表示的第一视力数据。
通过上述表达式能够更好的将成像距离进行量化，使得对眼睛视力的调整更加精准。
示例性的，当甲测得的用对数视力表示的第一视力数据为4.8，则由小数视力表示的第一视力为0.6，其微刺激量为0.1，通过上述表达式，得到对甲的视力进行调节的图像与甲的眼睛之间的距离为d＝0.6×5+0.1×10＝4m；若甲的眼睛的调节能力较差，则将所述微刺激量降低为0.05，则此时图像与甲的眼睛之间的距离为d＝0.6×5+0.05×10＝3.5m。
视场角则通过lga＝5-L’表示，L’为用对数视力表示的第二视力数据，a为视场角。
示例性的，当甲测得的用对视表示的第一视力数据为4.8，其用对数视力表示的第二视力数据为4.9，则通过上述表达式得到视场角为a＝105-L’＝100.1≈1.25893。
通过上述步骤得到图像的成像距离和视场角为得到图像的参数提供了基础，以提高对眼睛近视情况的改善和调节效果。
屏幕，用于根据处理器得到所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。
得到与上述三种方式所对应的微刺激图像。
所述微刺激图像包括规则图像和不规则图像，所述图像的直径为所述图像中水平方向或数值方向上的最远的两个点之间的距离。所述直径为第三系数与所述成像距离数值以及所述视场角数值的乘积。
本实施例中的一个实施方案，所述图像为正方形的像，其边长相等。通过以下表达式得出图像的直径：
E1＝5×d×a×c
其中E1为图像直径，c＝2.90888×10-4。
则图像的区域面积为S＝E1×E1。
所计算出来的微刺激视标的大小和面积是达到微刺激量所需要的合适的最小敏感单元，屏幕上所显示的图像可以是一个单元的图像，也可以是多个单元或者由最小敏感单元组织成的复杂的图像。
通过上述表达式得到的图像的规格能够在很大程度上保持对眼睛调节和改善的准确性和稳定性，也提高改善眼睛屈光程度的效果。
所述图像可以是任何形状的像，也可以是任何状态的像，所述状态包括固定在屏幕的某个位置以及在屏幕上进行移动。
进一步地，所述图像可以是静态图像还可以是动态图像。还可以对所述图像的背景进行设置，使所述背景同样对眼睛造成刺激以起到调节和改善的作用，所述背景为在屏幕上除所述图像之外的面积所在的区域。通过对图像属性和参数的设置，增强趣味性，使得使用者更有意愿进行对眼睛状况的改善和调整，能够产生更好的实现效果。
根据所述微刺激图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。
进一步地，所述微刺激图像是由显示在显示屏上的原图像经过一定的放大投射得到的。放大效果由光学系统完成，影响放大效果的放大因数和所述光学系统相关。
相应的，所述原图像的边长表示为：
E2＝E1÷n
其中，n为放大因数。
所述原图像的区域面积为：S＝E2×E2。
在居家情况下，仍可以通过上述方法进行眼睛改善和调节，由于空间的局限性，在固定的成像距离下，则采用通过改变图像的尺寸大小和调节小数或对数视力两种方式相结合的方式实现对视力的改善和调节。
本实施例中所述的方法通过量化眼睛的离焦量对眼睛的屈光不正进行改善和调节，所述方法具有精准性，并通过显示图像的变化变形增强使用者改善和调节过程中的趣味性，以达到更好的改善和调节效果。
所述装置的应用，需要对观察所述图像的时间以及频率做相关规定以达到对屈光不正的改善和调节。时间和频率由专业人士根据经验并结合使用者眼睛的情况进行制定。
实施例3
本实施例提供了一种图像显示系统，如图4所示。
所述图像显示系统包括实施例2中的图像显示装置以及远像屏。
远像屏，所述远像屏包括，包括面板朝上设置的显示器2以及设置在所述显示器上方的凸透镜，所述凸透镜具有外凸的外表面；凹面反射镜3，具有内凹的反射面，所述凸透镜的所述外凸的外表面形状与所述反射面的形状互补；分光镜1，所述分光镜1设置在壳体上，并与所述显示装置相对，将所述显示装置发射的光的一部分向壳体内反射至凹面反射镜3，并将所述凹面反射回来的光经透射至密闭空间外以形成正立放大的第一虚像。
所述凹面反射镜3与所述分光镜1相对设置，以允许用户从所述分光镜1中能够直接观察到所述凹面反射镜3反射而出的光。以通过凹面反射镜3形成的虚像提供给观察者观看。
在所述凹面反射镜3和所述分光镜1之间的位置设置有显示器2。
所述互补包括，所述凸透镜与所述显示器2相对或远离的外表面中的一个外凸，另外一个为平面；外凸的所述外表面在沿着预定的方向与所述凹面反射镜3对准时，与所述反射面的轮廓完全一致重合。
所述显示器2的中心点设置在所述凸透镜的主光轴上，并位于所述凸透镜的焦距以内，由此在所述凸透镜靠近所述显示器2的一侧成所述显示器2放大正立的第二虚像。
所述第二虚像在所述分光镜1中成第三虚像，所述第三虚像的中心位于所述凹面反射镜3的主光轴上。
所述分光镜1的中心也位于所述面反射镜的主光轴上。
在图4所示的光路中，所述显示装置为光源，其整体设置的位置在所述分光镜1和所述凹面反射镜3之间，并优选地整体低于述分光镜1和所述凹面反射镜3的下表面，以免影响分光镜1和所述凹面反射镜3之间的光路。
所述显示器2的中心点设置在所述凸透镜的主光轴上，并位于所述凸透镜的焦距以内，由此在所述凸透镜靠近所述显示器2的一侧成所述显示器2放大正立的第二虚像A”。
从分光镜1透射的光线因为是向上发射，主要原因在于显示器2在分光镜1的下方，因此观察者在通常的观看视角下看不到透射的光线因此不会干扰到观看效果。而从分光镜1反射的光线在到达所述凹面反射镜3后，基于凹面反射镜3的原理可知，在其焦距以内的图像会被以放大的虚像A而呈现。此时由于人眼看到的是虚像因此人眼会将虚像与人眼的距离理解为观看的距离。这样由于光路是固定的，虚像位置也是固定的，因此人眼无论怎么靠近屏幕，虚像都不会距离人眼很近。这样就避免近距离观察所造成的近视损害。
所述显示器2在所述分光镜1中的形成的虚像A’距离所述凹面反射镜3需要小于所述凹面反射镜3的焦距，即位于凹面反射镜3的焦点F以内，这样当所述虚像A’在凹面反射镜3中再成像A时，保证能够成放大正立的虚像，这样才能供观察者观看。
在本实施例中通过远像屏成虚像的方式显示图像，可以通过控制虚像成像的距离控制视觉训练时人与图像之间的距离。这样可以达到即使人眼与远像屏外表面的分光镜实际距离很近，但人眼与远像屏中呈现的虚像的距离仍然不受影响，因此可以准确控制用于训练的成像距离，特别适用于好奇心很强的儿童等使用者。
再进一步地，本实施例中的远像屏通过轻微的光路调整就可以调整苏所述虚像的成像距离，便于进行不同距离的视觉训练。
所述系统的应用，需要对观察所述图像的时间以及频率做相关规定以达到对屈光不正的改善和调节。时间和频率由专业人士根据经验并结合使用者眼睛的情况进行制定。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (23)
1.一种图像显示方法，其特征在于，包括，
获取视力数据；
将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数；
根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角；
与所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。
2.根据权利要求1所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述视力数据包括：表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。
3.根据权利要求2所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述视力微刺激量为在预定范围的离焦量，以刺激眼睛缩短眼轴观察所述图像。
4.根据权利要求2所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述微刺激量包括以屈光度计算的范围为0.5D～2.0D。
5.根据权利要求2所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述微刺激量包括以屈光度计算的范围0.75D～1.5D。
6.根据权利要求3所述的一种图像显示方法，其特征在于，
视力数据包括小数或对数视力数值；
所述微刺激量包括，针对所述视力数值进行调整的调整量；
所述视场角包括第二视力数据在标准对数视力表上对应的视场角；所述成像距离数值等于所述视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和。
7.根据权利要求1所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述图像直径包括所述成像距离数值、所述视场角数值和第三系数三者的乘积。
8.根据权利要求7所述的一种图像显示方法，其特征在于，所述图像直径通过E1＝5×d×a×c表示，其中E1为所述图像直径，d为图像的成像距离，a为视场角，c＝2.90888×10-4。
9.根据权利要求7所述的一种图像显示方法，其特征在于，根据所述图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。
10.一种图像显示装置，其特征在于，包括
视力获取模块，用于获取视力数据；
微刺激量叠加模块，用于将所述视力数据叠加眼轴方向的微刺激量得到微刺激图像控制参数；
成像距离和/或视场角模块，用于根据所述微刺激图像控制参数确定微刺激图像的成像距离和/或视场角；
屏幕，用于根据处理器得到所述成像距离和/或视场角对应显示所述微刺激图像。
11.根据权利要求10所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述视力数据包括：表征眼睛成像点与视网膜之间距离的参数。
12.根据权利要求11所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述视力微刺激量为在预定范围的离焦量，以刺激眼睛缩短眼轴观察所述图像。
13.根据权利要求12所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述微刺激量的范围为0.5D～2.0D。
14.根据权利要求12所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述微刺激量的范围为0.75D～1.5D。
15.根据权利要求13所述的一种图像显示装置，其特征在于，
视力数据包括小数或对数视力数值；
所述微刺激量包括，针对所述视力数值进行调整的调整量；
所述处理器的处理包括根据获取模块获取的数值得到第二视力数据在标准对数视力表上对应的视场角；由所述视力数值与第一系数的乘积与所述微刺激量和第二系数的乘积之和得到成像距离的数值。
16.根据权利要求10所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述处理器的处理包括由所述成像距离数值、所述视场角数值以及第三系数三者的乘积得到所述图像的直径。
17.根据权利要求16所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述图像直径通过E1＝5×d×a×c表示，其中E1为所述图像直径，d为图像的成像距离，a为视场角，c＝2.90888×10-4。
18.根据权利要求16所述的一种图像显示装置，其特征在于，所述屏幕上的图像的直径数据以及放大因数得到显示器显示的数据，所述放大因数和光学系统相关。
19.一种图像显示系统，其特征在于，包括
权利要求10～18中的任一中图像显示装置；
以及
远像屏，所述远像屏包括，包括面板朝上设置的显示器以及设置在所述显示器上方的凸透镜，所述凸透镜具有外凸的外表面；凹面反射镜，具有内凹的反射面，所述凸透镜的所述外凸的外表面形状与所述反射面的形状互补；分光镜，所述分光镜设置在壳体上，并与所述显示装置相对，将所述显示装置发射的光的一部分向壳体内反射至凹面反射镜，并将所述凹面反射回来的光经透射至密闭空间外以形成正立放大的第一虚像。
20.根据权利要求19所述的一种图像显示系统，其特征在于，所述互补包括，所述凸透镜与所述显示器相对或远离的外表面中的一个外凸，另外一个为平面；外凸的所述外表面在沿着预定的方向与所述凹面反射镜对准时，与所述反射面的轮廓完全一致重合。
21.根据权利要求20所述的一种图像显示系统，其特征在于，所述显示器的中心点设置在所述凸透镜的主光轴上，并位于所述凸透镜的焦距以内，由此在所述凸透镜靠近所述显示器的一侧成所述显示器放大正立的第二虚像。
22.根据权利要求21所述的一种图像显示系统，其特征在于，所述第二虚像在所述分光镜中成第三虚像，所述第三虚像的中心位于所述凹面反射镜的主光轴上。
23.根据权利要求22所述的一种图像显示系统，其特征在于，所述分光镜的中心也位于所述面反射镜的主光轴上。
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|---|---|---|---|
| CN202111412829.9A CN114209559A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种图像显示方法、装置及系统 |
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