CN115645238A - 基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，包括：第一视野刺激目标生成器、第二视野刺激目标生成器、第一显示模块、第二显示模块、训练模式设置模块、训练时间设置模块、人机交互模块、主控模块和训练辅助设备。本发明还提供一种基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，基于所述的系统实现。本发明提供一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法，通过训练辅助设备将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，增加动感和趣味，并能够有效刺激使用者的中心凹和周边视野，解决了目前还没有系统或方法能够对视野缺损患者进行多维视野恢复训练的问题。

Description

基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法

技术领域

本发明涉及多维视野刺激的技术领域，更具体的，涉及一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法。

背景技术

人们通过中心凹视野能够将视线聚焦到目标位置，通过周边视野能够看到目标物旁边的信息，只有中心凹视野与周边视野的正常配合才能进行完整的视觉信息采集。

在注视过程中，人们利用眼睛中心凹的反馈信号进行物体识别，并将中心凹的信息外推到周边，增强了周边视觉；来自周边和中心凹的视觉信息可以跨扫视整合，以优化信息的吸收。例如，在进行篮球运动时，中心凹视野使篮球运动员能够确定篮球位置，周边视野使篮球运动员确定周围是否有其他运动员与其争夺篮球。

立体视觉是最高级的双眼视觉功能。立体视觉会受到一只或两只眼睛视力不佳、斜视、视网膜对应异常或视皮层发育缺陷的干扰。如斜视术后患者会存在眼球运动不良，中心凹视野不对齐，但周边视野可以对齐的视觉功能缺损；当斜视术后患者盯着中心点的时候，周边视野是扩散型的，能够判断外围的立体运动，但不能确定中央视觉区域(Panum融合区域)中物体的深度。又如青光眼患者则会存在周边视野丢失的视觉功能缺损，同样会导致立体视觉能力下降。视野缺损的患者会因立体视觉能力下降而缺乏距离感，容易出现由于误判距离而在楼梯上滑倒，或者未能快速从桌子上拿起笔的情况，严重影响日常生活质量和生活自理能力。

但是目前还没有系统或方法能够对视野缺损患者进行多维视野恢复训练，只能依靠药物或手术等方法治疗，容易产生副作用和不可逆的损伤。

发明内容

本发明为克服目前还没有系统或方法能够对视野缺损患者进行多维视野恢复训练的技术缺陷，提供一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，包括：

第一视野刺激目标生成器，用于生成刺激中心凹视野的第一视野刺激目标，并设定第一视野刺激目标的参数；

第二视野刺激目标生成器，用于生成刺激周边视野的第二视野刺激目标，并设定第二视野刺激目标的参数；

第一显示模块，用于显示第一视野刺激目标；

第二显示模块，用于提供虚拟三维空间，并在虚拟三维空间中显示第二视野刺激目标；

训练模式设置模块，用于存储预设好的多维视野恢复训练模式，以及设置要执行的多维视野恢复训练模式；

训练时间设置模块，用于设置执行多维视野恢复训练模式的时长；

人机交互模块，用于接收使用者输入的信号，以及发出信号提示使用者佩戴训练辅助设备；

主控模块，用于联立所述第一视野刺激目标生成器、第二视野刺激目标生成器、第一显示模块、第二显示模块、训练模式设置模块、训练时间设置模块和人机交互模块，从而控制第一视野刺激目标和第二视野刺激目标的生成与显示，并根据使用者输入的信号控制多维视野恢复训练的模式与时间，以及控制人机交互模块向使用者发出提示的信号；

训练辅助设备，用于佩戴在使用者眼前，并将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，辅助使用者进行多维视野恢复训练。

上述方案中，通过生成并显示刺激中心凹视野的第一视野刺激目标和刺激周边视野的第二视野刺激目标，以及由使用者直接通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长(或者由使用者先通过训练辅助设备确定其中心凹和周边视野的视觉功能情况，再根据视觉功能情况通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长)，然后主控模块根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的信号提示使用者佩戴相应的训练辅助设备，通过训练辅助设备将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，增加动感和趣味，并能够有效刺激使用者的中心凹和周边视野，实现对视野缺损患者进行多维视野恢复训练。

优选的，所述第一视野刺激目标为单色点状光。

优选的，所述单色点状光为红色点状光、绿色点状光、蓝色点状光或白色点状光。

优选的，所述第二视野刺激目标为彩色视觉刺激影像。

上述方案中，彩色视觉刺激影像会因光分离像差效果产生深度知觉的视觉生物刺激信息。

优选的，在使用者的多维视野中，所述第一显示模块位于第二显示模块的中部，且第二显示模块不遮挡第一显示模块。

优选的，所述多维视野恢复训练模式包括中心凹视野恢复训练模式、周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式。

优选的，使用者输入的信号为中心凹视野抑制、周边视野抑制或多维视野无抑制但不协调；其中，

当输入的信号为中心凹视野抑制时，设置依次执行中心凹视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为周边视野抑制时，设置依次执行周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为多维视野无抑制但不协调时，设置只执行综合多维视野恢复训练模式。

优选的，训练辅助设备包括中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备和综合多维视野恢复训练辅助设备；其中，

中心凹视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第一视野刺激目标进行加工以形成图案；

周边视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场；

综合多维视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标进行加工以形成图案，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场。

一种基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，基于所述的一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统实现，包括以下步骤：

S1：生成并显示第一视野刺激目标、第二视野刺激目标，以及由使用者通过人机交互模块输入信号；

S2：根据使用者输入的信号设置该轮多维视野恢复训练要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长；

S3：根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的提示信号，由使用者根据提示信号佩戴相应的训练辅助设备，并在当前的多维视野恢复训练模式下进行相应时长的多维视野恢复训练；重复此步骤直到完成该轮多维视野恢复训练。

优选的，在使用者通过人机交互模块输入信号之前还包括：依次通过中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备、综合多维视野恢复训练辅助设备确定使用者中心凹和周边视野的视觉功能情况。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统及方法，通过生成并显示刺激中心凹视野的第一视野刺激目标和刺激周边视野的第二视野刺激目标，以及由使用者直接通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长(或者由使用者先通过训练辅助设备确定其中心凹和周边视野的视觉功能情况，再根据视觉功能情况通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长)，然后主控模块根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的信号提示使用者佩戴相应的训练辅助设备，通过训练辅助设备将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，增加动感和趣味，并能够有效刺激使用者的中心凹和周边视野，实现对视野缺损患者进行多维视野恢复训练。

附图说明

图1为本发明的模块连接示意图；

图2为本发明其中一实施例的技术方案实施步骤流程图；

图3为本发明另一实施例的技术方案实施步骤流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，包括：第一视野刺激目标生成器，用于生成刺激中心凹视野的第一视野刺激目标，并设定第一视野刺激目标的参数；第二视野刺激目标生成器，用于生成刺激周边视野的第二视野刺激目标，并设定第二视野刺激目标的参数；第一显示模块，用于显示第一视野刺激目标；第二显示模块，用于提供虚拟三维空间，并在虚拟三维空间中显示第二视野刺激目标；训练模式设置模块，用于存储预设好的多维视野恢复训练模式，以及设置要执行的多维视野恢复训练模式；训练时间设置模块，用于设置执行多维视野恢复训练模式的时长；人机交互模块，用于接收使用者输入的信号，以及发出信号提示使用者佩戴训练辅助设备；主控模块，用于联立所述第一视野刺激目标生成器、第二视野刺激目标生成器、第一显示模块、第二显示模块、训练模式设置模块、训练时间设置模块和人机交互模块，从而控制第一视野刺激目标和第二视野刺激目标的生成与显示，并根据使用者输入的信号控制多维视野恢复训练的模式与时间，以及控制人机交互模块向使用者发出提示的信号；训练辅助设备，用于佩戴在使用者眼前，并将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，辅助使用者进行多维视野恢复训练。

在具体实施过程中，通过生成并显示刺激中心凹视野的第一视野刺激目标和刺激周边视野的第二视野刺激目标，以及由使用者直接通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长(或者由使用者先通过训练辅助设备确定其中心凹和周边视野的视觉功能情况，再根据视觉功能情况通过人机交互模块输入信号来设置要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长)，然后主控模块根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的信号提示使用者佩戴相应的训练辅助设备，通过训练辅助设备将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，增加动感和趣味，并能够有效刺激使用者的中心凹和周边视野，实现对视野缺损患者进行多维视野恢复训练。

实施例2

一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，包括：第一视野刺激目标生成器，用于生成刺激中心凹视野的第一视野刺激目标，并设定第一视野刺激目标的参数；第二视野刺激目标生成器，用于生成刺激周边视野的第二视野刺激目标，并设定第二视野刺激目标的参数；第一显示模块，用于显示第一视野刺激目标；第二显示模块，用于提供虚拟三维空间，并在虚拟三维空间中显示第二视野刺激目标；训练模式设置模块，用于存储预设好的多维视野恢复训练模式，以及设置要执行的多维视野恢复训练模式；训练时间设置模块，用于设置执行多维视野恢复训练模式的时长；人机交互模块，用于接收使用者输入的信号，以及发出信号提示使用者佩戴训练辅助设备；主控模块，用于联立所述第一视野刺激目标生成器、第二视野刺激目标生成器、第一显示模块、第二显示模块、训练模式设置模块、训练时间设置模块和人机交互模块，从而控制第一视野刺激目标和第二视野刺激目标的生成与显示，并根据使用者输入的信号控制多维视野恢复训练的模式与时间，以及控制人机交互模块向使用者发出提示的信号；训练辅助设备，用于佩戴在使用者眼前，并将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，辅助使用者进行多维视野恢复训练。

更具体的，所述第一视野刺激目标为单色点状光。

在具体实施过程中，第一视野刺激目标一般设置一个，也可以设置多个，且每个第一视野刺激目标的颜色相同或不同。单色点状光通过训练辅助设备中的光栅图像镜片会基于光栅原理在中心凹视野呈现与光栅图像镜片镜片上覆盖的带有特定图形的薄膜光栅相应的图案。

更具体的，所述单色点状光为红色点状光、绿色点状光、蓝色点状光或白色点状光。

更具体的，所述第二视野刺激目标为彩色视觉刺激影像。

在具体实施过程中，彩色视觉刺激影像会因光分离像差效果产生深度知觉的视觉生物刺激信息。

更具体的，在使用者的多维视野中，所述第一显示模块位于第二显示模块的中部，且第二显示模块不遮挡第一显示模块。

在具体实施过程中，可以将第一显示模块设置于第二显示模块前，且位于使用者的多维视野中央位置，从而实现第一显示模块显示的第一视野刺激目标对使用者的中心凹视野产生刺激，以及第二显示模块显示的第二视野刺激目标对使用者的周边视野产生刺激。

更具体的，所述多维视野恢复训练模式包括中心凹视野恢复训练模式、周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式。

更具体的，使用者输入的信号为中心凹视野抑制、周边视野抑制或多维视野无抑制但不协调；其中，

当输入的信号为中心凹视野抑制时，设置依次执行中心凹视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为周边视野抑制时，设置依次执行周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为多维视野无抑制但不协调时，设置只执行综合多维视野恢复训练模式。

更具体的，训练辅助设备包括中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备和综合多维视野恢复训练辅助设备；其中，

中心凹视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第一视野刺激目标进行加工以形成图案；

周边视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场；

综合多维视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标进行加工以形成图案，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场。

在具体实施过程中，训练辅助设备设有左右两个镜框，分别对应左右眼，且每个镜框均装载有两种镜片；其中，中心凹视野恢复训练辅助设备的每个镜框均装载有光栅棱镜镜片和光栅图像镜片，适用于刺激中心凹视野；周边视野恢复训练辅助设备的每个镜框均装载有光栅散射镜片和光栅棱镜镜片，适用于刺激周边视野；综合多维视野恢复训练辅助设备的每个镜框均装载有光栅图像镜片和光栅散射镜片，适用于协调中心凹和周边视野。

光栅棱镜镜片能够有效加强光分离像差效果，形成分光场景，如将红色光线比蓝色光线折射更少，导致视网膜上红色和蓝色图像之间的差异，即红系类效果更加突出、蓝系类效果更加深邃，从而呈现立体视觉效果。

光栅图像镜片是在普通镜片上覆盖一层带有特定图形的薄膜光栅，基于光栅原理在中心凹视野呈现相应的图形。

光栅散射镜片是根据全息光栅原理制作，利用光学三维技术，对不同的灯光，能够变幻出不同形状的五彩缤纷线条，增强立体感，形成光场，提升视觉动感和乐趣。

实施例3

如图2所示，一种基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，基于所述的一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统实现，包括以下步骤：

S1：生成并显示第一视野刺激目标、第二视野刺激目标，以及由使用者通过人机交互模块输入信号；

S2：根据使用者输入的信号设置该轮多维视野恢复训练要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长；

实际实施时，一般设置单个多维视野恢复训练模式的时长为2～5min；

S3：根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的提示信号，由使用者根据提示信号佩戴相应的训练辅助设备，并在当前的多维视野恢复训练模式下进行相应时长的多维视野恢复训练；重复此步骤直到完成该轮多维视野恢复训练。

实施例4

如图3所示，一种基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，基于所述的一种基于光场和分光场景的多维视野刺激系统实现，包括以下步骤：

S1：生成并显示第一视野刺激目标、第二视野刺激目标，

依次通过中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备、综合多维视野恢复训练辅助设备确定使用者中心凹和周边视野的视觉功能情况，

以及由使用者根据其中心凹和周边视野的视觉功能情况通过人机交互模块输入信号；

S2：根据使用者输入的信号设置该轮多维视野恢复训练要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长；

S3：根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的提示信号，由使用者根据提示信号佩戴相应的训练辅助设备，并在当前的多维视野恢复训练模式下进行相应时长的多维视野恢复训练；重复此步骤直到完成该轮多维视野恢复训练。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，包括：

第一视野刺激目标生成器，用于生成刺激中心凹视野的第一视野刺激目标，并设定第一视野刺激目标的参数；

第二视野刺激目标生成器，用于生成刺激周边视野的第二视野刺激目标，并设定第二视野刺激目标的参数；

第一显示模块，用于显示第一视野刺激目标；

第二显示模块，用于提供虚拟三维空间，并在虚拟三维空间中显示第二视野刺激目标；

训练模式设置模块，用于存储预设好的多维视野恢复训练模式，以及设置要执行的多维视野恢复训练模式；

训练时间设置模块，用于设置执行多维视野恢复训练模式的时长；

人机交互模块，用于接收使用者输入的信号，以及发出信号提示使用者佩戴训练辅助设备；

主控模块，用于联立所述第一视野刺激目标生成器、第二视野刺激目标生成器、第一显示模块、第二显示模块、训练模式设置模块、训练时间设置模块和人机交互模块，从而控制第一视野刺激目标和第二视野刺激目标的生成与显示，并根据使用者输入的信号控制多维视野恢复训练的模式与时间，以及控制人机交互模块向使用者发出提示的信号；

训练辅助设备，用于佩戴在使用者眼前，并将第一视野刺激目标和第二视野刺激目标对使用者的视觉刺激进行加工，形成光场和/或分光场景，辅助使用者进行多维视野恢复训练。

2.根据权利要求1所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，所述第一视野刺激目标为单色点状光。

3.根据权利要求2所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，所述单色点状光为红色点状光、绿色点状光、蓝色点状光或白色点状光。

4.根据权利要求1所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，所述第二视野刺激目标为彩色视觉刺激影像。

5.根据权利要求1所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，在使用者的多维视野中，所述第一显示模块位于第二显示模块的中部，且第二显示模块不遮挡第一显示模块。

6.根据权利要求1所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，所述多维视野恢复训练模式包括中心凹视野恢复训练模式、周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式。

7.根据权利要求6所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，使用者输入的信号为中心凹视野抑制、周边视野抑制或多维视野无抑制但不协调；其中，

当输入的信号为中心凹视野抑制时，设置依次执行中心凹视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为周边视野抑制时，设置依次执行周边视野恢复训练模式和综合多维视野恢复训练模式；

当输入的信号为多维视野无抑制但不协调时，设置只执行综合多维视野恢复训练模式。

8.根据权利要求7所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激系统，其特征在于，训练辅助设备包括中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备和综合多维视野恢复训练辅助设备；其中，

中心凹视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第一视野刺激目标进行加工以形成图案；

周边视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标和第二视野刺激目标进行加工形成分光场景，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场；

综合多维视野恢复训练辅助设备，用于对第一视野刺激目标进行加工以形成图案，以及对第二视野刺激目标进行加工以形成光场。

9.基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：生成并显示第一视野刺激目标、第二视野刺激目标，以及由使用者通过人机交互模块输入信号；

S2：根据使用者输入的信号设置该轮多维视野恢复训练要执行的多维视野恢复训练模式及相应时长；

S3：根据当前要执行的多维视野恢复训练模式通过人机交互模块发出相应的提示信号，由使用者根据提示信号佩戴相应的训练辅助设备，并在当前的多维视野恢复训练模式下进行相应时长的多维视野恢复训练；重复此步骤直到完成该轮多维视野恢复训练。

10.根据权利要求9所述的基于光场和分光场景的多维视野刺激方法，其特征在于，在使用者通过人机交互模块输入信号之前还包括：依次通过中心凹视野恢复训练辅助设备、周边视野恢复训练辅助设备、综合多维视野恢复训练辅助设备确定使用者中心凹和周边视野的视觉功能情况。

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