CN206865559U - 一种基于智能终端的验光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于智能终端的验光系统，所述验光系统包括测光模块及分析模块；所述测光模块发出测光光线，记录所述测光光线被使用者眼睛反射后形成的检影；所述分析模块设于所述智能终端内，与所述测光模块连接，接收并分析所述检影，得出验光结果。采用上述技术方案后，方便用户随时随地验光，及时检验自己的视力情况，实现验光设备小型化、集成化。

Description

一种基于智能终端的验光系统

技术领域

本实用新型涉及验光领域，尤其涉及一种基于智能终端的验光系统。

背景技术

目前，智能手机、平板电脑、计算机等智能终端设备已经成为了人们日常生活不可或缺的一部分。上述智能终端设备的用户覆盖范围非常广，自儿童、少年到中年、老人，都会使用所述智能终端，并从所述智能终端的屏幕上获取信息或执行操作。值得一提的是，世界卫生组织的最新研究报告显示，目前中国近视患者人数多达6亿，高中生和大学生的近视率均已超过七成，小学生的近视率也接近40％，我国青少年近视率高居世界第一，而这个数据还在逐年攀升。近视患者往往需要佩戴合适的矫正眼镜，也就是近视镜，然而在佩戴近视镜之前需要对用户眼镜进行验光，以确定合适的近视镜参数，需要去医院或眼镜店使用专门的验光机进行验光，给用户带来了不便。而且用户在长时间过度使用眼睛后，可能会觉得眼疲劳视力模糊，这个时候如果手机可以方便快捷地为用户提供智能视力检验的服务功能，既可以帮助用户免去专程跑去眼镜店的麻烦，也能够为用户之后改善生活工作等用眼作息时间提供可靠依据和帮助。

现有技术中还未有针对所述智能终端设计的验光装置或系统，在比较接近的技术领域中，利用智能终端对虹膜识别的技术已有公开文献，如中国发明专利公开说明书(公开号：CN1885309)公开了一种具有虹膜识别功能的手机及其方法，该手机包括有图像处理DSP芯片和手机摄像头，所述的手机摄像头与手机CPU相连接，并将拍摄到的图像信号传送至所述的图像处理DSP芯片，该图像处理DSP芯片分别与所述的手机CPU和手机存储器相连接；使用该手机进行虹膜识别的方法包括虹膜注册处理和虹膜匹配处理，将虹膜图像进行采集、提取特征、并存储到存储器中；如果使用者的虹膜图像信息与存储的虹膜图像信息匹配成功，则手机进行认证通过处理；如果匹配不成功，则手机进行拒绝处理。采用了该种具有虹膜识别功能的手机及其虹膜识别方法，该识别的错误率是各种生物特征识别中最低的，同时识别准确迅速、安全可靠性高、不易被破解。

上述发明虽然实现了对虹膜的识别，但仍存在如下问题：

1.验光原理与虹膜识别原理有所不同，无法将虹膜识别技术直接应用在验光领域；

2.现有的验光机设备体积大，很难小型化并集成在智能终端上；

因此，需要一种新型的基于智能终端的验光装置，不需要使用专门的验光机，方便用户随时验光，检验自己的视力状况。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于智能终端的验光系统，基于对用户眼镜的检影分析，无需用户使用其他验光设备，方便、快速得知眼睛的视力状况。

本实用新型公开了一种基于智能终端的验光系统，所述验光系统包括测光模块及分析模块；所述测光模块发出测光光线，记录所述测光光线被使用者眼睛反射后形成的检影；所述分析模块设于所述智能终端内，与所述测光模块连接，接收并分析所述检影，得出验光结果。

优选地，所述验光系统还包括对准辅助模块，所述对准辅助模块设于所述智能终端内，调用所述智能终端的摄像头获取使用者眼部的图像信息，通过图像识别算法识别所述图像信息中使用者眼睛的位置，并提示所述位置是否正确。

优选地，所述对准辅助模块内预设一目标位置，将所述使用者眼睛的位置与所述目标位置对比。

优选地，所述对准辅助模块提示所述位置是否正确时，在所述智能终端的屏幕上给出图形或文字提示。

优选地，所述验光系统还包括对准辅助结构，所述对准辅助结构设于所述智能终端表面，沿所述测光光线方向延伸形成空心柱体；所述验光系统工作时，所述测光光线在所述对准辅助结构内传播，使用者将眼睛置于所述对准辅助结构的末端。

优选地，所述测光模块包括发射单元和接收单元；所述发射单元包括一光源，所述光源发射所述测光光线；所述接收单元包括一孔状结构和成像结构，所述测光光线被使用者眼睛反射后穿过所述孔状结构在所述成像结构上形成检影。

优选地，所述测光模块发出的测光光线为红外线。

优选地，所述分析模块得到的验光结果包括球镜度、柱镜度、轴位及瞳距。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.方便用户随时随地验光，及时检验自己的视力情况；

2.实现验光设备小型化、集成化，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例中基于智能终端的验光系统的结构示意图；

图2为符合本实用新型一优选实施例中测光模块的结构示意图；

图3为符合本实用新型另一优选实施例中基于智能终端的验光系统的结构示意图。

附图标记：

10-验光系统、20-智能终端、21-测光模块、211-发射单元、212-接收单元、213-光源、214-孔状结构、215-成像结构、22-分析模块、23-对准辅助模块、24-对准辅助结构、25-眼球。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

参阅图1，为符合本实用新型一优选实施例中基于智能终端的验光系统的结构示意图，为了在所述智能终端20的基础上实现验光功能，所述验光系统10包括：

-测光模块21

测光模块21，发出测光光线，记录所述测光光线被使用者眼睛反射后形成的检影。所述测光模块21既可以是内置在所述智能终端20内部的模块，类似于内置摄像头或内置红外感应装置，可直接与所述智能终端20内的各个模块协同工作；也可以是设于所述智能终端20外部的模块，固定在所述智能终端20表面，并通过硬件接口与所述智能终端20内的其他模块连接。所述测光模块21的工作原理基于检影验光法，所述检影验光全称为视网膜检影法，是一种客观验光方法。检影验光法是用检影镜将一束光线投射到患者眼屈光系统直达视网膜，再由视网膜的反射光抵达检影镜，穿过检影镜窥孔(简称检影孔)，被验光师观察到。这视网膜反射光即“红光反射”，是检影分析的主要依据。患者屈光状态不同，其由红光反射而形成的顺动、逆动也不同。验光师分析这不同的影动，在标准镜片箱中取出相应镜片来消解影动，直到找到中和点。用来找到中和点的标准镜片与患者的屈光状态密切相关。所述检影镜又称视网膜镜，本实施例中所述测光模块21实现所述检影镜的功能，能够发出测光光线，当所述测光光线射入使用者眼睛内并被反射出来时在所述测光模块21上形成检影，所述测光模块21记录该检影并存储为数字信息化格式。所述测光模块21包括发射单元211和接收单元212，具体结构和工作原理在下文阐述。

-分析模块22

分析模块22，设于所述智能终端20内，与所述测光模块21连接，接收并分析所述检影，得出验光结果。所述分析模块22为所述智能终端20内的软件模块，具有分析计算能力。当所述测光模块21为所述智能终端20内置的模块时，所述测光模块21具备软件接口，将检影信息通过软件接口传给所述分析模块22；当所述测光模块21为所述智能终端20外置的模块时，所述测光模块21通过硬件接口，例如usb接口、micro-usb接口等标准接口，通过接口上的串行总线与所述智能终端20内的分析模块22连接。所述分析模块22从所述测光模块21获取的检影信息以图像形式保存，为分析所述检影，所述分析模块22具备图像识别能力。图像识别，是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。图像识别技术已有了成熟的发展和应用，例如汽车车牌识别、公安系统的人脸识别等，该技术利用算法对图像进行分析，包括基于几何特征的方法、基于模板的方法和基于模型的方法。本实施例中优选使用基于模板的方法，即首先存储多个检影模板，各个检影模板对应不同的视力状况及验光结果，然后将所述测光模块21获取的检影与所述检影模板对比，找出最接近的模板，并根据该检影模板对应的视力状况给出验光结果。检影模板的建立可以参考经验丰富的验光师的知识积累，建立专家知识库。

-对准辅助模块23

对准辅助模块23，设于所述智能终端20内，调用所述智能终端20的摄像头获取使用者眼部的图像信息，通过图像识别算法识别所述图像信息中使用者眼睛的位置，并提示所述位置是否正确。对于一个验光过程，首要的任务就是令使用者的眼睛对准所述验光系统，以便使用者的眼睛能够接收到所述测光模块21发出的测光光线，否则就无法进行后续的验光步骤。现有技术的验光机都是通过机械结构确保使用者的眼睛对准所述测光光线，而本实施例中使用所述智能终端20的目的就是实现设备小型化，便于携带，因此采用所述对准辅助模块23辅助使用者进行眼部对准。所述对准辅助模块23为软件模块，通过所述智能终端20开放的权限调用所述智能终端的摄像头，并获取所述摄像头拍摄到的图像。所述摄像头应设于朝着使用者的方向，若所述智能终端20具备前后两个摄像头，则根据使用者的方位开启对应的摄像头。由于所述测光模块21也必须朝向所述使用者，因此所述摄像头和所述测光模块21在所述智能终端20的同一侧。所述摄像头拍摄到使用者的眼部信息并以数字信息格式传输给所述对准辅助模块23，所述对准辅助模块23通过图像识别算法识别所述图像信息中使用者眼睛的位置。由于人的眼睛为白底棕瞳，相对于面部的其他部位具有显著的特征，因此本实施例中所述对准辅助模块23使用基于几何特征的方法进行识别。所述眼部的几何特征包括瞳孔或虹膜的圆形几何特征，现有技术中对于虹膜的识别已经非常成熟，是本领域技术人员可以实现的。识别出所述图像信息中的眼部特征之后，通过像素坐标即可得到使用者眼睛在图像中的位置。

作为所述验光系统10的进一步改进，所述对准辅助模块23内预设一目标位置，将所述使用者眼睛的位置与所述目标位置对比。若要判断使用者的眼睛是否已对准所述验光系统10，所述对准辅助模块23在判断出所述眼部图像信息中眼睛的位置后，还需与参照物进行对比方可得知所述使用者的眼睛位置是否正确。本实施例中，在所述对准辅助模块23内预设一目标位置，预设的方式可以是在使用者眼睛对准的状态下拍摄一张图像，并记录该图像中所述使用者眼睛的位置坐标。后续在实际使用中，所述对准辅助模块23将实时拍摄的使用者眼睛的位置与所述目标位置进行对比，若位置偏差较大，则使用者尚未对准。由于不同使用者眼部特征有微小的差别，且使用者在使用过程中很难保证每次的位置都与预设位置时的状态分毫不差，因此所述对准辅助模块23在进行位置判别式应留有误差余量，即允许一定范围内的偏差，只要偏差在范围之内，都视为所述使用者眼睛已经对准了所述验光系统10。所述对准辅助模块23进行位置判断时，可对比图像中瞳孔中心的坐标，此外，即便瞳孔中心坐标对准了，使用者的眼睛与所述验光系统10的距离仍需要进一步辅助判断，因为在使用者眼睛在同样的方向上接近或远离所述验光系统10，都不会造成瞳孔中心的坐标变化。判断上述距离的方法为判断虹膜的直径，对于使用者来说，虹膜的实际大小是基本不变的，随着使用者眼睛与所述验光系统10距离的变化，所述虹膜成像的直径会发生变化，可利用这一点来确认使用者眼睛的距离是否满足要求。

作为所述验光系统10的进一步改进，所述对准辅助模块23提示所述位置是否正确时，在所述智能终端20的屏幕上给出图形或文字提示。本改进实施例向使用者反馈眼睛与所述验光系统10的位置信息，以便使用者进行校正，最终与所述验光系统10对准。所述对准辅助模块23进行提示的方式为在所述智能终端20的屏幕上给出图形或文字提示。所述智能终端20向所述对准辅助模块23开放屏幕接口，所述对准辅助模块23只需将需要显示的内容的数字化信息通过所述接口传递给屏幕或相关的管理模块即可。所述提示内容可以是图形、文字或者图形与文字的结合。当以图形方式提示时，可以给出使用者眼部的图像信息，并在该图像信息上标出目标位置，使用者一目了然，只需调整眼睛位置使图中的实际位置与目标位置重合即可。当以文字方式提示时，可显示“距离太近”、“距离太远”、“偏左”、“偏右”、“偏上”、“偏下”等文字信息，上述文字信息显示之前，所述对准辅助模块23先对位置的偏离状况进行判断，例如判断实际位置中的瞳孔坐标与目标位置坐标的相对位置，即可得知是否在平面坐标系内偏离；再判断实际位置中虹膜的直径与目标位置中虹膜直径的大小，即可得知距离的远近关系。当以图像和文字结合的方式提示时，将上述图像信息和文字信息同时显示即可。本实用新型并不限于视觉形式提示使用者，也可以使用所述智能终端20内的扬声器进行语音提示，例如预先在所述对准辅助模块23内存储各种位置偏差情况下对应的语音提示信息，并根据判断情况将所述语音信息传给所述智能终端20内的扬声器或相关管理模块。

作为所述验光系统10的进一步改进，所述分析模块22得到的验光结果包括球镜度、柱镜度、轴位及瞳距。所述验光结果为一组视力相关的参数，并以此参考进行视力矫正措施，如配置矫正眼镜等。所述球镜度为球面镜片的后顶焦度，球面镜片是使近轴平行光线会聚于一个焦点上的镜片。柱镜度表示人眼散光屈光度，柱镜片是用来矫正人眼散光的镜片。轴位轴位代表散光的方向,散光隐形眼镜需要准确及稳定的置于要矫正的轴位上，才能确保视力清晰，因此散光镜提供的“轴位”越多越全面，矫正散光的效果自然就会越好.无论是何种散光类型，均可采用顺动光带精确地测定轴位。瞳距简言之就是瞳孔的距离。

参阅图2，为符合本实用新型一优选实施例中测光模块21的结构示意图，所述测光模块21包括发射单元211和接收单元212；所述发射单元211包括一光源213，所述光源213发射所述测光光线；所述接收单元212包括一孔状结构214和成像结构215，所述测光光线被使用者眼睛反射后穿过所述孔状结构214在所述成像结构215上形成检影。

本实施例描述了所述测光模块21的具体结构，所述光源213发出测光光线，到达眼球25后被眼球内的视网膜反射，反射后的测光光线首先通过所述孔状结构214，最终在所述成像结构215上形成检影。所述光源213可以是LED、白炽灯等光源，所述光源213的电能来自所述智能终端20，也可以来自所述测光模块21内的电池。所述测光光线经过所述眼球25内的瞳孔、晶状体、眼球本体后被视网膜反射，再沿想法路径射出眼球；在此过程中，所述测光光线被屈光折射，反映所述眼球25的病变。所述接收单元212的结构基于小孔成像原理，即用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间，墙体上就会形成物的倒影，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，墙体上像的大小也会随之发生变化，照相机亦是利用了这样的原理。所述接收单元212中的孔状结构214和成像结构215构成小孔成像的结构，以便得到放大的、清晰的检影，便于后续分析。所述成像结构215使用感光芯片将检影图像进行保存，存储为数字化格式，该技术已在照相技术中普遍应用，是本领域技术人员可以实现的。

作为所述测光模块21的进一步改进，所述测光模块21发出的测光光线为红外线。电磁波根据波长的不同可分为可见光和不可见光，其中可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光的光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～760nm之间。小于或大于可见光波长的电磁波不能被人眼观察到。考虑到使用可见光作为所述测光光线时，等于用户的眼睛直视光线，给使用者带来不适感，因此采用红外线作为测光光线，避免使用者不适。红外线(Infrared)是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米(nm)至1毫米(mm)之间，是比红光长的非可见光，在医疗、生活、工业中具有广泛应用，技术较为成熟。

参阅图3，为符合本实用新型另一优选实施例中基于智能终端的验光系统10的结构示意图，所述验光系统10还包括：

-对准辅助结构24

所述对准辅助结构24设于所述智能终端20表面，沿所述测光光线方向延伸形成空心柱体；所述验光系统10工作时，所述测光光线在所述对准辅助结构24内传播，使用者将眼睛置于所述对准辅助结构24的末端。图3中，所述智能终端20平放在底部，所述测光模块21为外置模块，所述对准辅助结构24为空心柱体，设于所述智能终端20之上，并对准所述测光模块21，以便所述测光光线能够穿过。本实施例中使用者使用所述验光系统10时，将眼球25置于所述对准辅助结构24的末端即可。本实施例采用机械结构实现验光步骤中的对准，无需对所述智能终端20进行内部软件作特别的改进，且所述对准辅助结构24可拆卸，简便易用。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种基于智能终端的验光系统，其特征在于，

所述验光系统包括测光模块及分析模块；

所述测光模块发出测光光线，记录所述测光光线被使用者眼睛反射后形成的检影；

所述分析模块设于所述智能终端内，与所述测光模块连接，接收并分析所述检影，得出验光结果。

2.如权利要求1所述的验光系统，其特征在于，

所述验光系统还包括对准辅助模块，所述对准辅助模块设于所述智能终端内，调用所述智能终端的摄像头获取使用者眼部的图像信息，通过图像识别算法识别所述图像信息中使用者眼睛的位置，并提示所述位置是否正确。

3.如权利要求2所述的验光系统，其特征在于，

所述对准辅助模块内预设一目标位置，将所述使用者眼睛的位置与所述目标位置对比。

4.如权利要求2所述的验光系统，其特征在于，

所述对准辅助模块提示所述位置是否正确时，在所述智能终端的屏幕上给出图形或文字提示。

5.如权利要求1所述的验光系统，其特征在于，

所述验光系统还包括对准辅助结构，所述对准辅助结构设于所述智能终端表面，沿所述测光光线方向延伸形成空心柱体；

所述验光系统工作时，所述测光光线在所述对准辅助结构内传播，使用者将眼睛置于所述对准辅助结构的末端。

6.如权利要求1所述的验光系统，其特征在于，

所述测光模块包括发射单元和接收单元；

所述发射单元包括一光源，所述光源发射所述测光光线；

所述接收单元包括一孔状结构和成像结构，所述测光光线被使用者眼睛反射后穿过所述孔状结构在所述成像结构上形成检影。

7.如权利要求1-6任一所述的验光系统，其特征在于，

所述测光模块发出的测光光线为红外线。

8.如权利要求1-6任一所述的验光系统，其特征在于，

所述分析模块得到的验光结果包括球镜度、柱镜度、轴位及瞳距。