CN216020977U - 一种立体视锐度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种立体视锐度测量装置，包括前后支架、两条滑轨、测试滑台、分离隔板、左右眼高分辨率手机等；滑轨紧固在前后支架上，测试滑台安装在滑轨上；分离隔板紧固在前后支架上；左、右眼高分辨率手机在分离隔板两侧并列布置，紧固安装在测试滑台上；两个镜架与瞳距调节旋钮铰接连接；旋转瞳距调节旋钮改变瞳距大小；辅助融合的棱镜底朝外插入在镜架上；采用双高分辨率手机与计算机技术相结合测量立体视锐度,提高了立体视锐度的测量精度，降低了测量误差；拓宽了测量范围；改变测试距离，可以灵活地调整测试的范围。利用智能手机交互性强的特点，可以设计不同的测试视标。计算机绘制存在不同视差的测试图片，测量受试者立体视锐度。

Description

一种立体视锐度测量装置

技术领域

本实用新型属于医疗检测技术领域，涉及一种立体视锐度测量装置；特别适用于基于高分辨率手机的立体视锐度测量。

背景技术

立体视觉是双眼精确判断距离的能力，用于辨别物体深度、距离、凹凸的特征，是双眼视觉完善的重要标志。立体视锐度（Stereoacuity）是立体视觉的分辨率，是能察觉的最小深径差。外科医生、航天、航海、精密仪器等专业的从业人员，都需要有良好的立体视觉。

测量立体视锐度的金标准，是Howard -Dolman立体视力测定仪（Howard -Dolmanapparatus），但此方法繁琐在临床难以开展。临床最常用的立体视锐度的测量方法是基于偏振光镜片的立体图检测和基于红绿滤色片的随机点立体视检查。以美国VisionAssessment Corporation生产，采用偏振片分离双眼影像的the Fly Stereo Acuity Test为例，其测量立体视锐度视标最多的有10组，每组测试图案为四个圆圈，其中有一个圆圈存在视差，立体视差的单位是角度秒（”）。The Fly Stereo Acuity Test可测量400”、200”、160”、100”、63”、50”、40”、32”、25”和20”。

此两种方法囿于测试图片数量限制，测量范围仅限于测试图片限定的有限范围；尤其明显的缺陷在于间隔不恒定，测量间隔过大，不利于发现细微的立体视变化。

发明内容

本实用新型公开了一种立体视锐度测量装置，以解决现有技术中测量范围狭小，测量精度低，误差大等问题。

本实用新型包括前支架、后支架、滑轨、测试滑台、分离隔板、左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机、固定杆、镜架、瞳距调节旋钮、棱镜；滑轨两条，水平平行，紧固安装在前支架、后支架上，测试滑台安装在滑轨上；测试滑台与滑轨滑动配合，可沿滑轨前后移动调整；分离隔板紧固安装在前支架、后支架的上端中部；左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机具有屏幕极小点距，同时显示计算机绘制的存在不同视差的测试图片，在分离隔板两侧并列布置，紧固安装在测试滑台上；固定杆紧固安装在前支架的前端中部，镜架两个，平行左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机，紧固安装在固定杆上；两个镜架与瞳距调节旋钮铰接连接；旋转瞳距调节旋钮改变瞳距大小，以匹配不同的受试者；辅助融合的棱镜底朝外插入在镜架上；分离隔板使左眼与右眼所见的手机屏幕完全独立，实现彻底的双眼分离，分离效果好于临床常用的红绿镜片、偏光镜片技术；棱镜辅助受试者双眼融合；利用高分辨率手机屏幕极小的点距，在相对较短距离内获得用于测量的双眼视差；计算机程序设置存在不同视差的视标图像，计算机测定感知的立体影像阈值，测量受试者的立体视锐度。

本实用新型左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机分辨率为4K。

本实用新型左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机显示立体视标测试行100行，每行5个，包括同位相同视标，其中一个是存在左右眼视差的同位异同视标，以及右侧第一列数字所标示对应行的立体视锐度值，单位（"）；让被检者辨认突出于其他视标的立体视标，以其能分辨出的最小立体视标的视差值，作为立体视锐度的测量值。

本实用新型立体视标选择3级变换，通过3张图片即可确定被检者的立体视锐度，精度为1个像素。如设计100行测试视标，如点距0.0315mm的屏幕，检测距离65cm，1个像素的视差约为10"；测量范围为10"到1000"；根据屏幕的点距和屏幕与眼的距离计算立体视锐度值。

本实用新型可调节瞳距的镜架放置在受试者眼前，设定测试测试距离为h，受试者瞳距为a，则每个镜架镜圈内放置的棱镜量P=h/2a。根据测试距离选择适合的底朝外的棱镜辅助双眼融合。

一瞳距60cm的受试者，测量距离0.65m，则每眼前所加棱镜度为P=0.65/（2×0.06）≈5.5Δ，放置方向均为底朝外。

本实用新型左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机显示立体视标可选择变换，可选择轮廓形视标亦可选择随机点视标。择轮廓形视标包括与常规视力检查相同的“E”视标，或更容易被儿童接受的数字视标或图形视标；随机点视标例如“吃豆人”。

本实用新型的积极效果在于：高分辨率手机的出现，将屏幕的点距进一步缩小，测试级距固定，可有效减少测试距离，让立体视锐度的测量方便地在临床上开展；采用双高分辨率手机与计算机技术相结合测量立体视锐度, 与临床常用技术相比，提高了立体视锐度的测量精度，降低了测量误差，以索尼 E6883 Xperia Z5 Premium 为例，屏幕像素806PPI，换算点距0.0315mm，如将测试距离设定为0.65m，则测试极值为10”，测量极距均为10”。拓宽了测量范围；改变测试距离，可以灵活地调整测试的范围。例如将测试距离调整到1m，采用1像素视差设计，利用点距0.0315mm的4K手机，测试极值可达6.5”。测量方式灵活。利用智能手机交互性强的特点，可以设计不同的测试视标。例如设计成轮廓形视标，也可设计成随机点视标；解决背景技术中的不足。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型左眼4K手机上显示的视标示意图；

图3为本实用新型右眼4K手机上显示的视标示意图；

图4 立体视锐度测量流程图。

图中：

1前支架、2后支架、3滑轨、4测试滑台、5分离隔板、6左眼4K手机、7右眼4K手机、8固定杆、9镜架、10瞳距调节旋钮、6a立体视锐度值、6b同位相同视标、 6c 同位异同视标、7a立体视锐度值、7b同位相同视标、7c同位异同视标、M测试选项。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的一个实施例。

本实用新型实施例如图1所示，包括前支架1、后支架2、滑轨3、测试滑台4、分离隔板5、左眼4K手机6、右眼4K手机7、固定杆8、镜架9、瞳距调节旋钮10、棱镜。

本实用新型实施例如图1、图2、图3所示，左眼4K手机6、右眼4K手机7显示立体视标选择E视标，45px，每行5个，包括同位相同视标6b、同位相同视标7b，其中有一个是存在左右眼视差的同位异同视标6c、同位异同视标7c，以及右侧第一列数字为对应行的立体视锐度值6a、立体视锐度值7a，单位（"）。

如图1所示，滑轨3两条，水平平行，紧固安装在前支架1、后支架2上，测试滑台4安装在滑轨3上；测试滑台4与滑轨3滑动配合，可沿滑轨3前后移动调整；分离隔板5紧固安装在前支架1、后支架2的上端中部；左眼4K手机6、右眼4K手机7具有屏幕极小点距与高分辨率，左眼4K手机6、右眼4K手机7同时显示计算机绘制的存在不同视差的测试图片；左眼4K手机6、右眼4K手机7在分离隔板5两侧并列布置，紧固安装在测试滑台4上；固定杆8紧固安装在前支架1的前端中部，镜架9两个，平行左眼4K手机6、右眼4K手机7，紧固安装在固定杆8上；两个镜架9与瞳距调节旋钮10铰接连接；旋转瞳距调节旋钮10改变瞳距大小，以匹配不同的受试者；辅助融合的棱镜底朝外插入在镜架上。

分离隔板5使左眼与右眼所见的手机屏幕完全独立，实现彻底的双眼分离，分离效果好于临床常用的红绿镜片、偏光镜片技术；棱镜辅助受试者双眼融合；利用高分辨率手机屏幕极小的点距，在相对较短距离内获得用于测量的双眼视差；计算机程序设置存在不同视差的视标图像，测定出能感知的立体影像阈值，即测量出受试者的立体视锐度。测量立体视锐度。让被检者辨认突出于其他视标的立体视标，以其能分辨出的最小立体视标的视差值，作为立体视锐度的测量值。

如图4所示，左眼4K手机6、右眼4K手机7显示立体视标可选择3级变换选择，立体视标的偏移量，单位为像素点pixel；立体视标可选择轮廓形视标亦可选择随机点视标。择轮廓形视标包括与常规视力检查相同的“E”视标，或更容易被儿童接受的数字视标或图形视标；随机点视标例如“吃豆人”。选择对应数字项，则分别进入下一级相对应的数字选项图片。通过3张图片即可确定被检者的立体视锐度，精度为1个像素。如设计100行测试视标，如点距0.0315mm的屏幕，检测距离65cm，1个像素的视差约为10"；测量范围为10"到1000"；根据屏幕的点距和屏幕与眼的距离计算立体视锐度值。

本实用新型可调节瞳距的镜架放置在受试者眼前，设定测试测试距离为h，受试者瞳距为a，则每个镜架镜圈内放置的棱镜量P=h/2a。根据测试距离选择适合的底朝外的棱镜辅助双眼融合。

一瞳距60cm的受试者，测量距离0.65m，则每眼前所加棱镜度为P=0.65/（2×0.06）≈5.5Δ，放置方向均为底朝外。

工作过程如下：

1、建立双高分辨率手机立体视锐度测量系统

测试滑台4包括手机固定板、固定柱、固定滑块；将两部两部索尼 E6883 XperiaZ5 Premium4K手机并列固定在测试滑台4的手机固定板上，手机固定板通过固定柱固定在固定滑块上，这样两部手机就可以在滑轨3上前后移动，在一条滑轨上粘贴刻度胶纸，方便距离设定。采用测量距离0.65m。

2、选择合适的棱镜辅助双眼融合

3、视标绘制

本例采用E视标。开口方向随机。也可制作更容易被儿童接受的数字视标或图形视标。

4、设置立体视差视标

根据立体视锐度计算公式，推导出图片中存在的立体视差立体视标的视差。设定ω角为注视点到双眼的夹角，θ角为双眼视差点到双眼的夹角，a为两眼间距离，d为注视点到眼距离，Δd是注视点和双眼视差点间距离，b为显示屏上两视差点间距离。本方法要求立体视标突出于其他视标，故采用交叉视差计算。根据公式：tanω/2=a/2d, tanθ/2=a/2(d-Δd)；由于本文测量距离远，角度的tan值与弧度值相等，故立体视差η≈a/( d-Δd)-a/d，即η=aΔd/（d-Δd）d, 因 a/( d-Δd)=b/Δd，故η=b/d，换算成角度的立体视锐度为57.3×60×60×b/d。点距为0.0315mm的显示屏，在65cm处的立体视锐度差最值为10”。同理，可以在不同的检测距离，计算出相应的视差值。

5、立体视锐度测量方法

立体视锐度测量采用3级选单方式，通过3张图片的选择，就可以确定被检者的立体视锐度，精度为1个像素。从10"到1000"，共有100个测试行，每行设计5个视标，其中有一个是存在左右眼视差的立体视标。让被检者辨认突出于其他视标的立体视标，以被检者能分辨出的最小立体视标的视差值，作为其立体视锐度的测量值。

第一级图片有4行视标，级距25像素点；第二级图片有4个页面，每页面有5行视标，级距5像素点；第三级图片有20个页面，每页面有5行视标，级距1像素点。参见附图2。

检查方法举例：

测量患者瞳距，根据瞳距选择两个底朝外的棱镜放置在试镜架的镜圈内，如受试者瞳距为60mm，则选择两5.5Δ底朝外的棱镜置于镜圈中。将测试手机调整到距试镜架0.65m处。调出测试图片，让受试者辨认。如果被检者在第一级图片中，发现了前三行中的立体视标，未发现第四行中的立体视标，说明其立体视锐度在25-50像素点之间，选择下一级的3号图片。在第二级的3号图片中，如果被检者分辨出了前四行中的立体视标，无法分辨第5行的立体视标，说明被检者的立体视锐度在30-35像素点之间，选择第三级的4号图片。在第三级的4号图片中，被检者只能分辨前两行中的立体视标，无法分辨其余三行中的立体视标，则可确定被检者的立体视锐度为34像素点，相对应的立体视锐度为340"。

采用双高分辨率手机，在棱镜的辅助下于滑轨上测量立体视锐度，为国内外首创。本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种立体视锐度测量装置，其特征在于：包括前支架、后支架、滑轨、测试滑台、分离隔板、左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机、固定杆、镜架、瞳距调节旋钮、棱镜；滑轨两条，水平平行，紧固安装在前支架、后支架上，测试滑台安装在滑轨上；测试滑台与滑轨滑动配合，可沿滑轨前后移动调整；分离隔板紧固安装在前支架、后支架的上端中部；左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机具有屏幕极小点距，同时显示计算机绘制的存在不同视差的测试图片，在分离隔板两侧并列布置，紧固安装在测试滑台上；固定杆紧固安装在前支架的前端中部，镜架两个，平行左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机，紧固安装在固定杆上；两个镜架与瞳距调节旋钮铰接连接；旋转瞳距调节旋钮改变瞳距大小；辅助融合的棱镜底朝外插入在镜架上；计算机绘制存在不同视差的测试图片，测量受试者立体视锐度。

2.根据权利要求1所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机分辨率为4K。

3.根据权利要求1所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机显示立体视标测试行100行，每行5个，包括同位相同视标，其中一个是存在左右眼视差的同位异同视标，以及右侧第一列数字所标示对应行的立体视锐度值。

4.根据权利要求3所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：点距0.0315mm的屏幕，检测距离65cm，1个像素的视差约为10"；测量范围为10"到1000"。

5.根据权利要求3所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：立体视标选择3级变换，精度为1个像素。

6.根据权利要求3所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：镜架放置在受试者眼前，设定测试测试距离为h，受试者瞳距为a，则每个镜架镜圈内放置的棱镜量P=h/2a。

7.根据权利要求3所述的一种立体视锐度测量装置，其特征在于：左眼高分辨率手机、右眼高分辨率手机显示立体视标可选择变换，可选择轮廓形视标亦可选择随机点视标；择轮廓形视标包括与常规视力检查相同的“E”视标，或更容易被儿童接受的数字视标或图形视标。

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