CN114903427A - 一种瞳孔直径检测仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瞳孔直径检测仪器，通过吸引患者注意力的方式避免检测时眼球频繁转动，采用红外摄像机捕捉正视状态的眼球画面以检测瞳孔直径。其技术方案要点是：在仪器本体的镜筒中设有目镜、光室、物象生成装置、遮光板、红外摄像机、显示面板，仪器本体中还内置有控制电路板，仪器本体设有用于手动控制测量动作的控制机构，光室为待测眼提供视野空间且可调节明暗度，物象生成装置设有透明的显示介质，显示介质可产生供待测眼注视的目标物像，红外摄像机检测瞳孔与镜头的距离并捕捉眼球画面，眼球画面经补偿计算后显示在显示面板中，显示面板显示有参考标，通过控制机构控制参考标移动至目标测量位置，由控制电路板计算出瞳孔直径。

Description

一种瞳孔直径检测仪器

技术领域

本发明涉及眼视光检测设备领域，具体为一种瞳孔直径检测仪器。

背景技术

瞳孔是眼睛内虹膜中心的小圆孔，是光线进入眼睛的通道，虹膜上平滑肌的伸缩可以使瞳孔的口径缩小或放大，以控制进入瞳孔的光量，正常情况下，瞳孔直径的大小一般在2.5mm左右，如果是在比较暗的环境下，瞳孔相对会大一点，大约在3mm左右，属于正常的瞳孔直径。如果出现了某些疾病可能会引起瞳孔大小异常，比如眼睛出现虹膜炎、葡萄膜炎时，可能引起瞳孔缩小；瞳孔散大一般见于眼部的外伤，或者手术引起来的瞳孔括约肌受损，在动眼神经麻痹的状态下，也有可能出现瞳孔散大。

因此，为了诊断眼部疾病，需要对瞳孔直径进行测量，目前常用的测量方式一般是使待测眼处于手电光或自然光线的环境中，采用刻度尺测量瞳孔的直径；目前还存在一种手持瞳孔检验仪，通过红外相机捕捉眼球画面并显示在屏幕中，通过瞳孔与虹膜的灰度不同计算出瞳孔边缘位置，从而计算出瞳孔直径。但是现有的瞳孔直径检测方式仍存在以下不足：

1.人工采用刻度尺进行测量时，易出现读数出错、测量误差较大的问题，且为保证读数准确，需要花费较长时间观察刻度尺，需要眼球保持较长时间的稳定的正视状态，但患者的眼球难以被控制，尤其是对于儿童，可能难以保持足够时间的直视前方，因此若患者在测量时眼球转动或频繁眨眼等动作，可能会导致多次测量不成功，浪费时间和人力，且易导致患者产生抗拒情绪。

2.瞳孔检测时，往往需要测量不同光线环境下的瞳孔直径，人工采用刻度尺测量时难以对环境的光线强度进行精确的调节，无法得到准确的不同光线下的瞳孔数据，影响对病情的判断。

3.采用瞳孔检验仪进行检测时，若患者未保持稳定的正视状态，则会导致红外相机捕捉的眼球画面偏斜，此时测量出瞳孔直径并不是实际的瞳孔直径，而且在外相机捕捉的眼球画面中，瞳孔与虹膜之间可能并没有足够清晰分明的界限，即灰度存在一定的过渡区域，导致计算出的瞳孔直径存在较大误差；此外高精度的瞳孔检验仪价格昂贵，仍未达到足够的普及度。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术中存在的问题，提供一种瞳孔直径检测仪器，通过可调明暗度的光室以检测不同光线强度的瞳孔直径，并在镜筒中生成可以吸引患者注意力的物像，避免检测时眼球频繁转动，采用红外摄像机捕捉正视状态的眼球画面并在显示面板中显示，显示面板中的眼球画面与患者实际眼球大小一致，在显示面板设置可调节的参考标，如参考线或刻度尺，此时只需手动操作参考标使其与瞳孔边缘重合，便可以获得瞳孔直径数据。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种瞳孔直径检测仪器，包括仪器本体，所述仪器本体设有镜筒，所述镜筒中设有目镜、光室、物象生成装置、遮光板、红外摄像机、显示面板，仪器本体中还内置有控制电路板，仪器本体设有用于手动控制测量动作的控制机构，所述光室、物象生成装置、红外摄像机、显示面板以及控制机构均与所述控制电路板电连接，目镜、光室、物象生成装置、遮光板、红外摄像机和显示面板依次顺序设置，其中，

光室：为待测眼提供视野空间，光室设有可调光源，用于调节视野的明暗度；

物象生成装置：设有透明的显示介质，所述显示介质位于光室中或光室远离所述目镜的端部，显示介质可产生供待测眼注视的目标物像，所述目标物像位于待测眼直视前方时的瞳孔轴上；

遮光板：朝向目镜的一面为漫反射表面，遮光板背向目镜的一面紧靠所述红外摄像机的镜头设置，且遮光板中部留有避免遮挡所述镜头的入射光线的镜头孔；

红外摄像机：红外摄像机的镜头的轴心位于待测眼直视前方时的瞳孔轴上，红外摄像机检测瞳孔与镜头的距离，同时捕捉待测眼的眼球画面，所述控制电路板根据瞳孔与镜头的距离对红外摄像机所捕捉画面进行补偿计算，并将与待测眼大小等同的眼球画面显示在所述显示面板中；

显示面板：用于显示所述红外摄像机所捕的眼球画面，同时显示有用于测量眼球画面中瞳孔直径的参考标；

控制机构：用于控制参考标的移动，并在所述参考标移动至目标测量位置后令所述控制电路板计算出瞳孔直径数据，瞳孔直径数据显示在所述显示面板中。

优选的，显示介质采用透明显示屏。

优选的，物象生成装置还包括有投影装置，所述显示介质为透明投影膜。

优选的，参考标包括第一参考线和第二参考线，所述第一参考线和第二参考线均竖直设置且二者相互平行；所述控制机构用于控制第一参考线和第二参考线相对独立运动。

优选的，控制机构包括有调节滚轮、光栅编码器和用于向所述控制电路板传输信号的触发键，所述光栅编码器和触发键均设于仪器本体内部，所述调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由所述仪器本体表面向外部分露出，通过操作所述调节滚轮进行瞳孔直径的测量，具体测量操作如下：

初始拨动调节滚轮以控制第一参考线的移动，直至第一参考线移动至与眼球画面中瞳孔的一侧边缘重合，向下按动调节滚轮以触发所述触发键，再次拨动调节滚轮控制第二参考线的移动，直至第二参考线移动至与眼球画面中瞳孔的另一侧边缘重合，再次按动调节滚轮触发所述触发键，控制电路板计算出瞳孔直径数据并显示在所述显示面板中。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的瞳孔直径检测仪器具有如下有益效果：

一、通过在光室中设置可调光源，为待测眼球提供不同明暗度的视野，以检测不同光线强度下的瞳孔直径，调节方式更易实现且调节精度更高，可以获得多种光线强度下的瞳孔直径数据，有利于更准确地判断患者眼球病况。

二、在光室中或光室后方生成用于吸引患者注意力的物像，使患者在检查时盯住物像以保持眼球直视前方，尤其针对年龄较小的患者，可以有效避免检测时眼球频繁转动，保证检测的顺利进行，待测眼直视前方时，瞳孔轴、物像和红外摄像机的镜头均位于同一直线上，红外摄像机可以捕捉到完全正视状态的眼球画面，保证测量的准确性；且物像显示于透明的显示介质中，可以避免遮挡红外摄像机拍摄眼球。

三、采用红外摄像机可以同时测量眼球距离和捕捉眼球画面并在显示面板中显示，通过控制电路板分析眼球与镜头的距离数据并进行补偿计算，使得显示面板中的眼球画面与患者实际眼球大小一致，眼球画面中的瞳孔形成清晰的边缘，只需手动操作调节滚轮，使第一参考线和第二参考线分别与瞳孔的两侧边缘重合，便可以获得瞳孔直径数据。

本发明除了公开上述技术方案外，还公开了如下技术方案：

在本技术方案中，参考标为可在所述显示面板中水平移动的刻度尺，所述刻度尺设有0刻度线，所述控制机构用于控制所述刻度尺的移动。

优选的，控制机构包括有调节滚轮和光栅编码器，所述光栅编码器设于仪器本体内部，所述调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由所述仪器本体表面向外部分露出，通过操作所述调节滚轮进行瞳孔直径的测量，具体测量操作如下：

拨动所述调节滚轮以控制所述刻度尺的移动，直至0刻度线移动至与眼球画面中瞳孔的一侧边缘重合，然后读取所述刻度尺上与瞳孔另一侧边缘重合的刻度，获得瞳孔直径数据。

附图说明

图1和图2为本发明瞳孔直径检测仪器实施例1的结构示意图。

图3为实施例1中镜筒的内部结构示意图。

图4为实施例1中显示面板的显示内容示意图。

图5为实施例1中参考标的设置方式示意图。

图6为本发明瞳孔直径检测仪器实施例2的结构示意图。

图7为实施例2中参考标的设置方式示意图。

图8为实施例3中镜筒的内部结构示意图。

附图标记：1、镜筒；2、目镜；3、光室；30、可调光源；4、显示介质；5、遮光板；50、镜头孔；6、红外摄像机；60、镜头；7、显示面板；8、控制电路板；9、控制机构；10、第一参考线；11、第二参考线；12、刻度尺；120、0刻度线；13、瞳孔；14、虹膜；15、目标物像；16、投影装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

如图1至图5所示的瞳孔直径检测仪器，包括仪器本体，仪器本体设有两个镜筒1，两个镜筒1均集成于仪器本体中，镜筒1中设有目镜2、光室3、物象生成装置、遮光板5、红外摄像机6和显示面板7，两个镜筒1中的目镜2分别对应待测者的双眼。

目镜2、光室3、物象生成装置、遮光板5、红外摄像机6在镜筒1中依次顺序设置，显示面板7设置于仪器本体远离目镜2的一端，仪器本体中还设有控制电路板8和控制机构9，控制电路板8上集成有处理器，控制电路板8内置于仪器本体中，控制机构9用于进行手动的测量动作。

光室3为待测眼提供视野空间，光室3中设有可调光源30，可调光源30与控制电路板8电连接，通过改变可调光源30的光线强度调节视野的明暗度，为待测眼球提供不同明暗度的视野，以检测不同光线强度下的瞳孔13直径。

物象生成装置设有透明的显示介质4，显示介质4采用透明显示屏，透明显示屏位于光室3远离目镜2的端部，透明显示屏与控制电路板8电连接，可在透明显示屏中产生供待测眼注视的目标物像15，目标物像15位于待测眼直视前方时的瞳孔13轴上。在这里，若检测对象是成年人，目标物像15可以是闪烁的光点；若检测对象是年龄较小的儿童，目标物像15可以根据检测对象感兴趣的事物进行设置，如某个卡通人物，目的在于吸引检测对象的注意力，使其保持直视前方。

遮光板5朝向目镜2的一面为漫反射表面，遮光板5背向目镜2的一面紧靠红外摄像机6的镜头60设置，且遮光板5中部留有避免遮挡镜头60的入射光线的镜头孔50，镜头孔50的大小刚好不遮挡镜头60的拍摄范围，遮光板5的漫反射表面位于透明显示屏后方，可以为目标物像15提供干净的背景，避免透过透明显示屏看到镜筒1中的其他零件，保证目标物像15作为镜筒1中唯一可吸引注意力的事物，而且漫反射表面可以避免镜面反射，从而避免患者观察到反射出现的眼球或重叠的目标物像15。

红外摄像机6的镜头60的轴心位于待测眼直视前方时的瞳孔13轴上，红外摄像机6与控制电路板8电连接，红外摄像机6既可以检测瞳孔13与镜头60的距离，又可以捕捉待测眼的眼球画面。控制电路板8根据瞳孔13与镜头60的距离对红外摄像机6所捕捉画面进行补偿计算，并将与待测眼大小等同的眼球画面显示在显示面板7中，眼球画面中的瞳孔13形成清晰的边缘，此时只需手动操作控制机构9便可以获得瞳孔13直径数据。

显示面板7用于显示红外摄像机6所捕的眼球画面，同时显示有用于测量眼球画面中瞳孔13直径的参考标，参考标包括第一参考线10和第二参考线11，第一参考线10和第二参考线11均竖直设置且二者相互平行，第一参考线10和第二参考线11可以在控制机构9的控制下相对独立运动。

控制机构9包括有调节滚轮、光栅编码器和用于向控制电路板8传输信号的触发键，光栅编码器和触发键均设于仪器本体内部，调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由仪器本体表面向外部分露出，通过操作调节滚轮进行瞳孔13直径的测量，具体测量操作如下：

初始拨动调节滚轮以控制第一参考线10的移动，直至第一参考线10移动至与眼球画面中瞳孔13的一侧边缘重合，向下按动调节滚轮以触发触发键，再次拨动调节滚轮控制第二参考线11的移动，直至第二参考线11移动至与眼球画面中瞳孔13的另一侧边缘重合，再次按动调节滚轮触发触发键，控制电路板8计算出瞳孔13直径数据并显示在显示面板7中。

实施例2：

如图6和图7所示，本实施例与实施例1的技术内容基本一致，本实施例与实施例1的区别技术点在于：

在本方案中，参考标为可在显示面板7中水平移动的刻度尺12，刻度尺12设有0刻度线120，控制机构9用于控制刻度尺12的移动，控制机构9包括有调节滚轮和光栅编码器，光栅编码器设于仪器本体内部，调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由仪器本体表面向外部分露出，通过操作调节滚轮进行瞳孔13直径的测量，具体测量操作如下：

拨动调节滚轮以控制刻度尺12的移动，直至0刻度线120移动至与眼球画面中瞳孔13的一侧边缘重合，然后读取刻度尺12上与瞳孔13另一侧边缘重合的刻度，获得瞳孔13直径数据。

实施例3：

如图8所示，本实施例与实施例1的技术内容基本一致，本实施例与实施例1的区别技术点在于：

本方案采用全息投影技术，物象生成装置中的显示介质4为透明投影膜，透明投影膜设于光室3内部，光室3中还设有投影装置16，投影装置16将目标物像15以全息影像的形式投射在透明投影膜中，除了投影目标物像15外，还可以连同背景画面一起进行投影，以营造更加真实的观察画面，比如目标物像15为红色气球，背景画面为蓝色的天空。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种瞳孔（13）直径检测仪器，包括仪器本体，其特征在于：所述仪器本体设有镜筒（1），所述镜筒（1）中设有目镜（2）、光室（3）、物象生成装置、遮光板（5）、红外摄像机（6）、显示面板（7），仪器本体中还内置有控制电路板（8），仪器本体设有用于手动控制测量动作的控制机构（9），所述光室（3）、物象生成装置、红外摄像机（6）、显示面板（7）以及控制机构（9）均与所述控制电路板（8）电连接，目镜（2）、光室（3）、物象生成装置、遮光板（5）、红外摄像机（6）和显示面板（7）依次顺序设置，其中，

光室（3）：为待测眼提供视野空间，光室（3）设有可调光源（30），用于调节视野的明暗度；

物象生成装置：设有透明的显示介质（4），所述显示介质（4）位于光室（3）中或光室（3）远离所述目镜（2）的端部，显示介质（4）可产生供待测眼注视的目标物像（15），所述目标物像（15）位于待测眼直视前方时的瞳孔（13）轴上；

遮光板（5）：朝向目镜（2）的一面为漫反射表面，遮光板（5）背向目镜（2）的一面紧靠所述红外摄像机（6）的镜头（60）设置，且遮光板（5）中部留有避免遮挡所述镜头（60）的入射光线的镜头孔（50）；

红外摄像机（6）：红外摄像机（6）的镜头（60）的轴心位于待测眼直视前方时的瞳孔（13）轴上，红外摄像机（6）检测瞳孔（13）与镜头（60）的距离，同时捕捉待测眼的眼球画面，所述控制电路板（8）根据瞳孔（13）与镜头（60）的距离对红外摄像机（6）所捕捉画面进行补偿计算，并将与待测眼大小等同的眼球画面显示在所述显示面板（7）中；

显示面板（7）：用于显示所述红外摄像机（6）所捕的眼球画面，同时显示有用于测量眼球画面中瞳孔（13）直径的参考标；

控制机构（9）：用于控制参考标的移动，并在所述参考标移动至目标测量位置后令所述控制电路板（8）计算出瞳孔（13）直径数据，瞳孔（13）直径数据显示在所述显示面板（7）中。

2.根据权利要求1所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述显示介质（4）采用透明显示屏。

3.根据权利要求1所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述物象生成装置还包括有投影装置（16），所述显示介质（4）为透明投影膜。

4.根据权利要求1所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述参考标包括第一参考线（10）和第二参考线（11），所述第一参考线（10）和第二参考线（11）均竖直设置且二者相互平行；所述控制机构（9）用于控制第一参考线（10）和第二参考线（11）相对独立运动。

5.根据权利要求4所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述控制机构（9）包括有调节滚轮、光栅编码器和用于向所述控制电路板（8）传输信号的触发键，所述光栅编码器和触发键均设于仪器本体内部，所述调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由所述仪器本体表面向外部分露出，通过操作所述调节滚轮进行瞳孔（13）直径的测量，具体测量操作如下：

初始拨动调节滚轮以控制第一参考线（10）的移动，直至第一参考线（10）移动至与眼球画面中瞳孔（13）的一侧边缘重合，向下按动调节滚轮以触发所述触发键，再次拨动调节滚轮控制第二参考线（11）的移动，直至第二参考线（11）移动至与眼球画面中瞳孔（13）的另一侧边缘重合，再次按动调节滚轮触发所述触发键，控制电路板（8）计算出瞳孔（13）直径数据并显示在所述显示面板（7）中。

6.根据权利要求1所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述参考标为可在所述显示面板（7）中水平移动的刻度尺（12），所述刻度尺（12）设有0刻度线（120），所述控制机构（9）用于控制所述刻度尺（12）的移动。

7.根据权利要求6所述的瞳孔（13）直径检测仪器，其特征在于：所述控制机构（9）包括有调节滚轮和光栅编码器，所述光栅编码器设于仪器本体内部，所述调节滚轮轴心连接光栅编码器，且调节滚轮由所述仪器本体表面向外部分露出，通过操作所述调节滚轮进行瞳孔（13）直径的测量，具体测量操作如下：

拨动所述调节滚轮以控制所述刻度尺（12）的移动，直至0刻度线（120）移动至与眼球画面中瞳孔（13）的一侧边缘重合，然后读取所述刻度尺（12）上与瞳孔（13）另一侧边缘重合的刻度，获得瞳孔（13）直径数据。

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