CN1157151C - 色觉检测/矫正方法和设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色盲检测/矫正方法，包括步骤：显示多组色盲检测图表，每一组对应于一种色盲类型，供被检测者识别；根据被检测者的识别结果确定被检测者的色盲类型；显示至少一个配色对比图，所述配色对比图中的一个区域呈某一预定彩色，另一区域供被检测者进行配色；接收被检测者的配色结果；通过将所述配色结果与所述预定彩色的三基色进行比较确定被检测者的色盲梯级；根据所确定的色盲类型和梯级选择相应的色盲矫正光谱曲线。此外，本发明还公开了用于实现该方法的色盲检测/矫正设备。

Description

色觉检测/矫正方法和设备及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于检测色盲类型、梯级的色觉检测/矫正方法和设备，及其在色盲矫正中的应用。

背景技术

色觉异常俗称色盲，是一种遗传性生理缺陷。我们知道，人类大脑以固有的三维彩色坐标，按照接受到的三基色红(R)、绿(G)、蓝(B)向量的和的大小、方向定义彩色，产生色觉。如果在色觉过程的某一层次发生变异，大脑接收到的三基色向量就会比例失调。而大脑仍按固有的彩色定义产生色觉，这势必造成色觉异常，产生色盲。(参见“色觉矫正导论”，陈晓光，1992年，吉林科技出版社。)产生色觉异常的一个原因是三基色中的某一种机能亢进，而三基色之和为1，即，R+G+B＝1，这就造成另外两个基色降低。由这一原因造成的色盲分别定义为A类色盲、B类色盲和C类色盲。产生色觉异常的另一个原因是三基色中的某一基色的光谱最大吸收值移位。由这一原因造成的色盲分别定义为D类色盲、E类色盲和F类色盲。此外，还有一类全色盲。

目前用于色觉检测的方法不少于六种，其中“色觉(盲)检查图”的使用最为普遍。这种方法的缺点是，不能定量地检测出色盲的类型和程度。

中国专利No.90200939.7公开了一种色盲矫正电脑检测设备，将传统的色觉检测图装入电脑，通过在电脑显示器上显示色觉检测图以让被检测者识别来进行色觉检测。该检测设备使得色觉的检查方便易行。但是，也存在以下不足之处：由于使用该检测设备进行检测/矫正过程中，要求被检测者进行辨认，而且越清楚越好，容易使被检测者产生逆反心理。结果导致矫枉过正，变成另一种色盲，色盲者配戴矫正眼镜后，虽然能通过色觉检查，却不能达到真正矫正的目的，仍然不能同正常人一样辨认彩色。

发明内容

本发明的目的就是提供一种色觉检测/矫正方法和设备，使用该方法和设备能够克服被检测者的逆反心理，准确地确定色盲的类型和梯级，从而避免矫枉过正的发生。

本发明的色盲检测/矫正方法包括如下步骤：显示多组色盲检测图表，每一组对应于一种色盲类型，供被检测者识别；根据被检测者的识别结果确定被检测者的色盲类型；显示至少一个彩色配色对比图，所述配色对比图中的一个区域呈某一预定彩色，另一区域供被检测者进行配色；接收被检测者的配色结果；通过将所述配色结果与所述预定彩色的三基色进行比较确定被检测者的色盲梯级；根据所确定的色盲类型和梯级选择相应的色盲矫正光谱曲线。

本发明的色盲检测/矫正设备包括：显示装置，用于显示多组色盲检测图表，每一组对应于一种色盲类型，供被检测者识别，并用于显示至少一个彩色配色对比图，所述配色对比图中的一个区域呈某一预定彩色，另一区域供被检测者进行配色；输入装置，用于接收被检测者的配色结果；用于通过将所述配色结果与所述预定彩色的三基色进行比较确定被检测者的色盲梯级的装置；用于根据所确定的色盲类型和梯级选择相应的色盲矫正光谱曲线的装置。

这样，根据本发明，通过让被检测者自己配出与所述预定彩色相同的彩色，再根据其配色结果确定色盲梯级，避免了在检测者干预的情况下容易出现的逆反心理和矫枉过正。

此外，本发明的色盲检测/矫正方法还可包括如下步骤：提供一个色盲矫正镜片；使被检测者通过所述色盲矫正镜片识别色盲检测图表；改变所述色盲矫正镜片的角度，直至被检测者能够正确识别所述色盲检测图表为止；根据所述角度确定色盲的梯级。这样，按照本发明的方法，不仅能精确地检测出A、B或C类色盲的梯级，而且能检测出D、E或F类色盲的梯级。

此外，按照本发明，可以在显示装置上安装暗箱，暗箱的正面设置两个单筒了望镜，被检测者通过该了望镜观看显示装置上显示的图表以对其进行识别，在暗箱的侧面设置监视镜筒，检测者通过该监视镜筒观看显示装置上显示的图表以确定被检测者识别出的图表是否正确。这样，避免了外界光线对诊断结果和矫正效果的干扰。

另外，根据本发明，可以在每个了望镜镜筒上分别设置一个插槽，插槽中可以插入色盲矫正镜片。此外，每个插槽处还设置有旋钮，用于改变色盲矫正镜片的角度，从而可以根据旋转的角度的大小确定出D类色盲、E类色盲或F类色盲的色盲梯级。

此外，按照本发明，可以在每个了望镜镜筒中分别设置一个挡板，每个挡板上分别连接一个旋钮，操纵旋钮可以控制挡板，使其挡住被检测者的视线或使其从挡住被检测者的视线的位置移开。

由于使用本发明的色觉检测设备可以准确诊断色盲的类型和梯级，因此，可以仅对色盲患者的单眼进行矫正。在这种情况下，未戴色盲矫正镜片的单眼使色盲矫正的亮度与正常人相同，从而达到真正矫正的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明的最佳实施方式进行详细描述。

图1是根据本发明的色觉检测设备的框图。

图2A、2B、2C分别是根据本发明的最佳实施方式的色觉检测设备的立体图、左视图和主视图。

图3是根据本发明的色觉检测设备的了望镜筒的结构示意图。

图4为根据本发明的色觉检测设备的监视镜筒的结构示意图。

图5A-5F为根据本发明的最佳实施方式的色觉检测设备的分别用于检测A-F类色盲的色觉检测图表。

图6A-6D为根据本发明的最佳实施方式的色觉检测设备的用于确定A类、B类或C类色盲的色盲梯度的彩色配色对比图。

图7A-7F为根据本发明的分别对应于A-F类色盲的色盲矫正光谱曲线。

图8是根据本发明的色觉检测/矫正方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的色觉检测/矫正设备包括输入装置10，色盲梯级确定装置12，显示装置14和色盲矫正光谱曲线选择装置16。输入装置10可以是键盘等，用于由检测者例如医生输入指令，以及由被检测者输入配色结果等。显示装置14用于显示色觉检测图表和彩色配色对比图。色盲梯级确定装置12根据被检测者输入的配色结果确定色盲的梯级。色盲矫正光谱曲线选择装置16根据色盲类型和由色盲梯级确定装置12确定的色盲梯级，选择出适合于被检测者的色盲矫正光谱曲线。此外，本发明的色觉检测/矫正设备还可包括一个打印机，用于打印色盲矫正光谱曲线和诊断处方。

在检测中，显示装置14显示多组色觉检测图表，每一组对应于一个类型的色盲。图5A-5F给出了六组示例性色觉检测图，分别用于检测A-F类色盲；不能识别图5A中的各图形、数字或字母的为A类色盲，不能识别图5B中的各图形、数字或字母的为B类色盲，依次类推。全部识别出的为正常视觉，全部不能识别的为全色盲。图5A-5F给出的24幅色觉检测图表中的底色和图形、数字、字母的彩色不变，而图形、数字、字母可随机变化，以防止背诵。

为自动给出色盲类型的检测结果，色盲梯级确定装置12中还可存一个对照表，通过该表可以检索出各色觉检测图表所包含的正确图形、数字或字母。色盲梯级确定装置12根据被检测者由输入装置10输入的识别结果，通过检索所述对照表确定色盲的类型。

为诊断A类、B类和C类色盲的梯级，显示装置14还能显示至少一幅彩色配色对比图。图6A-6D给出了这样的配色对比图的例子。在图6A中，上半圆是由1/3R+1/3G+1/3B合成的白色，下半圆用于由被检测者进行配色。被检测者通过输入装置10调节R、G、B的大小，配比出与上半圆相同的白色。然后，色盲梯级确定装置12根据配出的三基色与正常人的差异程度划分色盲梯级。可把显示装置14的三基色各划分为63个梯级，彩色亮度划分为10个等级，使其与人类色觉相适应。显然，对于图6A所示的情形，正常人用21/63R+21/63G+21/63B配比出与上半圆相同的白色，而A类色盲者可能用27/63R、30/63R、33/63R、36/63R、39/63R或42/63R配比出与上半圆“相同”的白色，B类色盲者可能用27/63G、30/63G、33/63G、36/63G、39/63G或42/63G配比出与上半圆“相同”的白色，依次类推。可把配比结果落入(27±1)/63、(30±1)/63、(33±1)/63、(36±1)/63、(39±1)/63、(43±1)/63的情形分别定义为六个不同的梯级，分别用A1-6、B1-6、C1-6表示。图6B-6D的上半圆分别为由1/2R+1/2G混合的黄色、由1/2G+1/2B混合的青色和由1/2B+1/2R混合的紫色，下半圆仍由被检测者通过输入装置调整两基色混合出与上半圆相同的彩色。取上述四个配比结果的平均值，能提高检测的精确度。

图2A-2C示出了本发明的色觉检测/矫正设备的一个最佳实施方式。如图所示，色觉检测/矫正设备包括具有主机20、彩色显示器22、键盘32的笔记本计算机。显然，也可以使用其他类型的计算机来实现本发明。在显示器22上安装一个暗箱24，暗箱24的面对显示器22的部分设置两个单筒了望镜26，其间的距离由旋钮28调节，以便不同瞳距的被检测者使用。暗箱24的一侧设置一个监视镜筒30，供检测者监视显示器22并对被检测者进行指导。检测结果可由打印机34打出。

如图3所示，了望镜筒26上设置一个插槽，其中可插入色盲矫正镜片48。色盲矫正镜片48安装在镜框50上，镜框50与色盲矫正旋钮46相连。矫正旋钮46上设置有表示波长的刻度。矫正旋钮的旋转角度(例如0-45°)与波长(例如0-30nm)相对应。此外，了望镜筒26内还设置一个挡板44，它与挡板旋钮4 2相连。通过旋转挡板旋钮42可以打开或关闭挡板44。了望镜筒26可以单筒使用，也可以双筒使用。被检测者通过了望口40对显示在显示器22上的色觉检测图进行识别，或者对配色对比图进行配色。

如图4所示，监视镜筒30在其深入暗箱24内处有一个三棱镜62。通过监视口60，检测者可清楚地看到显示器22上的图象变化，以便指导被检测者操作。

D类、E类或F类色盲的梯级根据插入了望镜筒26的色盲光谱曲线如图7D或7E或7F所示的色盲矫正镜片48的旋转角度所对应的波长移位量进行确定。规定三基色中的某一个的光谱最大吸收波长每移位10nm为一个梯级，分别用D_1-6、E_1-6、F_1-6表示。

通过色觉检测设备确诊为某种色盲和梯级后，在色盲矫正镜框50中插入对应于所确诊的色盲类型和梯级(例如A₅、B₄、E₁等)的色盲矫正镜片，让被检测者观看如图5A-5F中的所有检测图表，并对如图6A-6D所示的配色对比图进行配色。全部通过后，检测完毕，启动打印机，打印出诊断书和矫正处方。

对于每一种色盲类型共有6种矫正镜片，分别对应于6种梯级。图7A-7F分别给出了用于矫正A-F类色盲的矫正镜片对应的色盲矫正光谱曲线。对于每一种色盲类型应有6条色盲矫正光谱曲线，为简单起见，图中只画出了2条。

对于A、B或C类色盲，矫正曲线满足下列方程：

$F\left(\mathrm{\λ}\right)=A{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-600}{\mathrm{\α}}\right)}^2}+B{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-535}{\mathrm{\β}}\right)}^2}+C{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-440}{\mathrm{\γ}}\right)}^2},$

其中，A、B、C的值为1/63，2/63，3/63，…，63/63，且A+B+C＝1，λ为波长，α、β、γ为加权系数。

对于D类、E类或F类色盲，矫正曲线满足下列方程：

$F\left(\mathrm{\λ}\right)=A{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_D-600}{\mathrm{\α}}\right)}^2}+B{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_E-535}{\mathrm{\β}}\right)}^2}+C{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_F-440}{\mathrm{\γ}}\right)}^2},$

其中，A、B、C的值为1/63，2/63，3/63，…，63/63，且A+B+C＝1，λ为波长，α、β、γ为加权系数，λ_D、λ_E、λ_F为波长移动值。

下面结合图8对本发明的色盲检测/矫正方法进行详细说明。

如图8所示，开始进行色盲检测后，在步骤110在显示装置14上依次显示如图5A-5F所示的各组色盲检测图表，让被检测者进行识别。在步骤120，如果被检测者能够全部正确识别各组色盲检测图表，表明被检测者色觉正常，检测过程结束。如果不能全部识别，则接着在步骤130判定色盲的类型。如果属于A、B或C类，则在显示装置14上显示如图6A-6D所示的彩色配色对比图(步骤140)。被检测者通过输入装置10进行配色，配色结果由色盲梯级确定装置12接收(步骤160)。在步骤170，色盲梯级确定装置12根据配色结果，按照如上所述的方式确定出色盲的类型和梯级。接着，在步骤180，色盲矫正光谱曲线选择装置16根据所确定的色盲类型和梯级选择出相应的矫正曲线。

如果在步骤130判定出色盲类型为D、E或F类，则在色盲矫正镜框50中插入对应于D、E或F类色盲的色盲矫正镜片(步骤190)。然后，改变色盲矫正镜片的角度，并让被检测者进行识别，直到被检测者能够正确识别色盲检测图表为止(步骤200、210)。之后，在步骤220，根据色盲矫正镜片的旋转角度的大小确定色盲的梯级，并根据所确定的色盲类型和梯级选择出相应的矫正曲线(步骤180)。

按照所确定的色盲矫正光谱曲线，选择色盲矫正镜片，给被检测者戴上，并让其对如图5A-5F所示的色盲检测图表进行识别。如果能够全部正确识别，则通过最后检测。否则，通过上述方法再行确定色盲的梯级，直至被检测者能够全部正确识别出色盲检测图表为止。

如上所述，根据本发明的色觉检测设备，能够精确地诊断出色盲的类型和梯级，这使得可以根据所得出的精确的诊断结果仅对单眼进行矫正。通过单眼配戴色盲矫正镜片对色盲进行矫正的原理参见“色觉矫正导论”，陈晓光，1992年，吉林科技出版社。

以上结合最佳实施方式对本发明进行了详细描述。需要指出的是，在本发明的教导下可以对具体的实施方式作出各种改变。应当认为这些改变也属于本发明的覆盖范围。

Claims (13)

1.一种色盲检测/矫正设备，包括：

显示装置，用于显示多组色盲检测图表，每一组对应于一种色盲类型，供被检测者识别；并用于显示至少一个彩色配色对比图，所述配色对比图中的一个区域呈某一预定彩色，另一区域供被检测者进行配色；

输入装置，用于接收被检测者的配色结果；

用于通过将所述配色结果与所述预定彩色的三基色进行比较确定被检测者的色盲梯级的装置；

用于根据所确定的色盲类型和梯级选择相应的色盲矫正光谱曲线的装置。

2.根据权利要求1所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，所述色盲梯级确定装置包括一个对照表，通过该表可以检索出各色觉检测图表所包含的正确图形、数字或字母，从而可以通过将被检测者通过输入装置输入的识别结果与所述色觉检测图表所包含的正确图形、数字或字母进行对比，自动确定色盲的类型。

3.根据权利要求1所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，还包括打印机，用于打印所选择的色盲矫正光谱曲线。

4.根据权利要求1所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，显示装置上还安装有暗箱，暗箱的正面设置有两个单筒了望镜，被检测者通过该了望镜观看显示装置上显示的图表以对其进行识别，暗箱的侧面设置有监视镜筒，检测者通过该监视镜筒观看显示装置上显示的图表以确定被检测者识别出的图表是否正确。

5.根据权利要求4所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，两个单筒了望镜之间的距离是可调的。

6.根据权利要求4所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，监视镜筒插入暗箱内部处设置一个三棱镜。

7.根据权利要求4所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，每个了望镜镜筒上分别设置有一个插槽，插槽中可以插入色盲矫正镜片。

8.根据权利要求7所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，每个插槽处还设置有旋钮，用于改变色盲矫正镜片的角度，从而可以根据旋转的角度的大小确定出D类色盲、E类色盲或F类色盲的色盲梯级。

9.根据权利要求7所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，每个了望镜镜筒内还分别设置有一个挡板，每个挡板上分别连接一个旋钮，操纵旋钮可以控制挡板，使其挡住被检测者的视线或使其从挡住被检测者的视线的位置移开。

10.根据权利要求1所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，色觉检测图表中的底色和图形、数字、字母的彩色不变，而图形、数字、字母是随机变化的。

11.根据权利要求1所述的色觉检测/矫正设备，其特征在于，显示装置的三基色各划分为63个梯级，彩色亮度划分为10个等级，使其与人类色觉相适应。

12.根据权利要求1所述的色盲检测/矫正设备，其特征在于，

当色盲类型为A类、B类或C类时，所选择的色盲矫正光谱曲线满足方程：

$F\left(\mathrm{\λ}\right)=A{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-600}{\mathrm{\α}}\right)}^2}+B{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-535}{\mathrm{\β}}\right)}^2}+C{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}-440}{\mathrm{\γ}}\right)}^2},$

其中，A，B，C的值为1/63，2/63，3/63，…，63/63，且A+B+C＝1，λ为波长，α，β，γ为加权系数。

13.权利要求8所述的色盲检测/矫正设备，其特征在于，

当色盲类型为D类、E类或F类时，所选择的色盲矫正光谱曲线满足方程：

$F\left(\mathrm{\λ}\right)=A{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_D-600}{\mathrm{\α}}\right)}^2}+B{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_E-535}{\mathrm{\β}}\right)}^2}+C{e}^{-{\left(\frac{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\λ}}_F-440}{\mathrm{\γ}}\right)}^2},$

其中，A、B、C的值为1/63，2/63，3/63，…，63/63，且A+B+C＝1，λ为波长，α，β，γ为加权系数，λ_D、λ_E、λ_F为波长移动值。

Images