CN2189443Y

CN2189443Y - 微电脑智能视力检测仪

Info

Publication number: CN2189443Y
Application number: CN 94213993
Authority: CN
Inventors: 赵瑞林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2004-06-08

Abstract

本实用新型涉及一种由微电脑智能控制的自动视力检测仪，包括视力表显示屏、主机及键盘、数字显示屏和方向回答器，由键盘可以向主机控制电路设定各种检测程序和手段，在视力表显示屏上自动产生待检测视标指示，并限时监视被测者通过方向回答器的回答，然后自动判断回答是否正确，同时不断调整被测视力值及其对应的视标，循环检测直至确定最终检测结果并在数字显示屏上显示。本实用新型实现了视力检测的智能化、规范化和自动化，保证和提高了视力检测结果的真实可靠性。

Description

本实用新型涉及一种用于检测人眼视力的装置，具体地说是一种由微电脑智能控制的自动视力检测仪。

视力检测是医疗保健人员在眼科临床、常规体检以及配镜中一项比较繁琐的经常性检查工作，现有技术中的视力检测仪大致分为多视标视力仪和单视力仪两大类，它们都印有视力表，使用时或同时显示全部视标或只显示一个视标，由检测者人工指示视标，然后根据被检测者的口述或手势与被指示视标方向比较，判定是否正确并决定下次检测视力值的视标位，直到检测者认为该检测结果为最佳值后再作记录或填写检测结果。可见，在上述检测过程中有许多无法控制的人为检测误差，如指示不明确、检测时间不标准、结果填写出错等，从而使视力检测结果不够客观真实。

本实用新型的目的就在于为了克服上述现有技术的缺陷而提供一种自动完成指示视标、判断回答、调节检测视力值及显示检测结果的视力检测仪。

本实用新型的方案是：视力检测仪包括印有视标及其指示器的视力表显示屏、主机及键盘、数字显示屏和方向回答器，通过主机的微电脑控制电路的控制，由键盘可以向主机控制电路设定各种检测程序和手段，在视力表显示屏上自动产生待检测视标指示，并限时监视被测者通过方向回答器的回答，然后自动判断回答是否正确，同时不断调整被测视力值及其对应的视标，循环检测直至确定最终检测结果并在数字显示屏上显示；所述的控制电路包括CPU主控电路、数字显示电路、键盘电路、方向回答电路和显示接口电路，所述的CPU主控电路由时钟振荡器、CPU、ROM、RAM、地址译码器和接口译码器组成，时钟振荡器向CPU提供稳定的工作时钟，ROM、RAM通过地址译码器与CPU相接，它们的地址、数据输入端均通过地址总线、数据总线与CPU相连，接口译码器的输入端与CPU的数据总线及系统控制端线相连，数字显示电路、键盘电路、方向回答电路、显示接口电路分别通过各自的数据锁存器连接到数据总线上，分别控制键盘、数字显示屏、方向回答器和视标指示器，所述的接口译码器的输出端分别连接所述数字显示电路、键盘电路、方向回答电路和显示接口电路的各自锁存器之使能端，固化在ROM中的程序控制CPU通过接口译码器分别选通所述的各个外围功能电路，完成各自模块的功能。

在主机面板及视力表显示屏上方都可以有所述的数字显示屏，二个数字显示屏在电路上并联并同步显示，用来显示视力值、时间或日期；前者供检测者观看，只需多个现成的八段LED数显器作显示，而后者供被检测者和第三方观看，需要显示较大的字符，故采用多个发光二极管拼接的方式并提供额外的驱动电路。

为了获得更完善的系统功能，视力检测仪还可以包括以下这些功能部件：

眼位指示屏，以指示正显示的视力值是左眼的还是右眼的；

对话显示屏，以反馈信息、实现人机对话；

带遮眼板的遮眼器，以实现自动遮眼；

打印机，以自动打印输出检测结果；

扩充接口槽，以留作功能扩充或作为外存接口。

故所述的微电脑控制电路还相应地包括眼位指示电路、对话显示电路、遮眼器电机控制电路、打印机接口电路以及扩充接口电路。

本实用新型的方案具体实施例分为非遥控型和遥控型两种，非遥控型的视力表显示屏直接与主机通过电缆线相连，而遥控型的视力表显示屏及其数字、眼位显示屏通过红外线遥控发射／接收电路与主机相连，故相应地所述的显示接口电路在非遥控型中直接包括为视标显示电路和眼位指示电路，在遥控型则包括遥控发射电路、遥控接收电路、数字显示电路、眼位指示电路和视标指示电路。

本实用新型用由微电脑智能控制的检测仪替代检测者的人工视力检查工作，实现视力检测的智能化、规范化和自动化，在最大范围内减少了检测者的劳动强度，减少人为的检测误差，保证和提高了视力检测结果的真实可靠性。

附图说明。

图1是本实用新型的整机结构示意图。

图2是本实用新型之非遥控型实施例的电路原理框图。

图3是本实用新型之遥控型实施例的电路原理框图。

图4是本实用新型实施例的电路原理主图。

图5是数字显示电路（3′）的原理图。

图6是发光二极管组构成的数字显示屏及眼位指示屏的示意图。

图7是用于E字型视标的四向方向回答器的电路（9）原理图。

图8是用于C字型视标的八向方向回答器的电路（9′）原理图。

图9是视标显示电路（11）的原理图。

图10是眼位指示电路（12）的原理图。

图11是遮眼器电机驱动电路（10）的原理图。

图12是扩充接口槽的结构及其引座示意图。

图13是遥控型实施例的遥控数据发射电路（13）的原理图。

图14是遥控型实施例的遥控接口显示部分电路的原理图。

电路原理图中各功能集成片的编号、功能名称及选用型号如下表所示：编号名称功能选用型号IC1 CPU Z80 IC2 EPROM 只读存储器 2764 IC3 RAM 读写存储器 6116 IC4 锁存器数字显示锁存 74LS374 IC5 锁存器视标或遥控编码数据锁存 74LS374 IC6 锁存器打印数据锁存 74LS374 IC7 锁存器对话数据锁存 74LS273 IC8 锁存器对话或遥控控制数据锁存 74LS273 IC9 反相器时钟振荡发生 74LS04 IC10 锁存器键盘行值锁存 74LS374 IC11 译码器地址译码 74LS139 IC12 译码器接口译码，选通功能模块 74LS138 IC13 缓存器视标列值缓车 74LS125 IC14 缓存器键盘列值缓存 74LS244 IC15 分频器随机值发生 74LS393IC16 译码器视标列值译码 74LS138 IC17 反相器视标列驱动 74LS240 IC18 译码器视标行值译码 74LS154 IC19 多路编码器遥控数据编码 YYH26 IC20 与非门振荡、调制遥控数据 74LS132 IC21 或非门启动信号、限位控制 74LS02 编号名称功能选用型号

IC22 ∫ 桥式电机控制开关 TWH8778 IC25 IC26 红外光放大器遥控数据接收 CX20206A IC27 多路解码器遥控数据解码 YYH27 IC28 与非门本地振荡器 74LS132 IC29 分频器本地数据发生器 74LS393 IC30 译码器赋能控制及数字位显示 74LS139 IC31 锁存器数字显示数据锁存 74LS373 IC32 锁存器 “左、右”显示锁存 74LS74 IC33 锁存器视标显示数据锁存（遥控）74LS373 IC34 锁存器数字显示数据锁存 74LS244 IC35 缓存器数字显示位驱动 74LS125 IC36 扩充槽（36针插座） DIP36 IC37 通用打印机槽口（20或25或36针）

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，视力检测仪包括视力表显示屏Ⅰ、主机Ⅱ、方向回答器Ⅴ和遮眼器Ⅷ，主机面板上设置有功能选择键盘Ⅲ、数字显示屏Ⅳ、对话显示屏Ⅶ；视力表显示屏Ⅰ上印有标准的或自选的视力表，在每个E（或C）字型视标下方有发光二极管或小灯泡作为视标指示，其上方位置还有与主机显示屏并联的数字显示屏Ⅳ′及眼位指示屏Ⅵ。

最佳非遥控型实施例：

如图2所示，控制电路包括CPU主控电路（1）、数字显示电路（3）、键盘电路（4）及方向回答电路（9）、对话显示电路（6）、显示接口电路（7）及视标显示电路（11）、遮眼器电机控制电路（10）、眼位指示电路（12）、打印机接口（8）电路和扩充接口电路（2）；

如图4所示，所述的CPU主控电路（1）是控制电路的核心部分，由时钟振荡器、CPU（IC1）、ROM（IC2）、RAM（IC3）、地址译码器（IC11）和接口译码器（IC12）组成，时钟振荡器由反相器IC9、晶振器及其充放电阻、电容组成，其输出接CPU的时钟输入端，向CPU提供稳定的工作时钟；CPU选用Z80芯片，ROM选用2764，RAM选用6116，ROM、RAM通过地址译码器（IC11）受CPU控制，它们的地址、数据输入端分别通过地址总线和数据总线与CPU相联，ROM中固化的程序经CPU对RAM及其他外围电路进行控制，接口译码器（IC12）选用138，其输入端与CPU的数据总线及系统控制相连，输出端A～H分别连接所述的键盘电路（4）、数字显示电路（7）、方向回答电路（9）、视标显示电路（11）和眼位指示电路（12）的各自锁存器之使能端。

所述的数字显示电路（3）包括锁存器IC4及锁存器IC10和发光二极管组构成的数字显示器，锁存器IC4、IC10的使能端分别由接口译码器IC12的二个输出端A、B控制由于主机面板和视力表显示屏上并联安装有数字显示屏，而且前者主要供检测者观看，后者须提供给被检测者以结果，所以主机上的数字显示屏直接采用现成的八段LED数显器，显示信号由IC4的输出端给出，位选通则有IC10的其中四个输出端控制，并由ROM中的程序控制循环显示给位数字，如图4所示；而视力表显示屏上的数字显示要求大而醒目，故在本实用新型中特意设计，采用多个发光二极管拼接，如图6中BG3－1～BG3－4所示，因此需要额外的IC34、IC35作为驱动，如图5所示。

所述的键盘电路（4）采用4×4矩阵式结构，包括锁存器IC10、缓存器IC14和按键矩阵K2～K17，锁存器IC10的四个输出端接键盘的行线，缓存器IC14的四个输入端接键盘的列线并经上拉电阻R20～R23与电源Vcc相连，锁存器IC10的使能端由接口译码器IC12的输出端B控制，ROM中的键盘管理程序通过接口译码器IC12选通并经锁存器IC10分别输出扫描片选信号Q，再经缓存器IC14读回键码信息，如列码全为高电平，则表示无键按下，如列线某一位为低电平则表示有键按下，此时组合当前行、列值确定所按的键位。在本实用新型中充分发挥微电脑的优势，采用复合功能键形式即一键多用，这些功能包括“检测时间”、“检查”、“配镜”、“体检”、“查看检测过程”、“五分记录视力值”、“检测启动”，“右眼检测启动”、“左眼检测启动”、“视标显示诊断”、“方向控制诊断”、“遮眼板眼位诊断”、“年月日编号”、“打印启动”及0－9数字值等。

所述的方向回答电路（9）与键盘电路（4）类似，是一1×4（E字型视标）或2×4（C字型视标）的按键矩阵，分别代表四个方向或八个方向，锁存器IC10的二个输出端接行线J_1－1、J_1－2，缓存器IC14的四个输入端接列线J_1－3～J_1－6，与前述键盘电路（4）的列线合用，方向回答器的具体开关电路如图7、图8所示，可以采用键盘式，也可以采用操纵杆式。

所述的对话显示电路（6）包括锁存器IC7、IC8和发光二极管D1～D12，锁存器IC7、IC8的使能端分别由接口译码器IC12的二个输出端D、F控制，输入端与数据总线相连，所述的发光二极管D1～D12的正极接Vcc电源，负极分别通过限流电阻R4～R15与所述的对话锁存器IC7、IC8的12个输出端相接。对话显示屏为主机面板上印有“检查”、“配镜”、“体检”、“初检值”、“结果值”、“合格”、“不合格”、“开始检测”、“右眼”、“左眼”、“正确”、“错误”等对话显示词语的透明板，各板下面即埋设所述的D1～D12，每次点亮其中一个或多个发光二极管即表示出相应的对话内容。

所述的显示接口电路（7）主要包括锁存器IC5和IC8，它们的使能端分别由接口译码器IC12的输出端G、F控制。

所述的视标显示电路（11）由视标列值随机发生器（5）、视标行／列驱动电路和发光二极管构成的视标指示矩阵，如图9所示；列值的随机参考值由随机发生器（5）产生，如图1所示，具体是分频器IC15将时钟脉冲分频后提取三位编码值经缓存器IC13送上数据总线由CPU保存；视标行值为四位编码值，其产生有三条途径：①经键盘选择的视力检测初值；②自动预定的视力检测初值；③检测中间过程中变化的视力值，CPU将行／列值组合后得视标显示位编码再送上数据总线，通过锁存器IC5并经行译码器IC18、列译码器IC16译码驱动发光二极管构成的视标指示矩阵，每次点亮矩阵中的一个二极管作为视标指示，以闪烁方式最佳。当然所述的视标列值随机参考值也可直接由ROM中的软件控制产生。

所述的视位显示屏Ⅵ（“左”、“右”字符）也是在视力表显示屏Ⅰ上，由多个发光二极管组成，如图6所示，其信号由IC8的输出端B1、B2输出并由三极管Q2、Q3驱动，如图10所示。

眼位指示电路（12）包括驱动三极管Q2、Q3和构成“左”、“右”字符的二极管组，三极管Q2、Q3的基极输入接IC8的输出端B1、B2并接收驱动信号；眼位指示屏的“左”、“右”字符分别位于数字显示屏的两侧，如图6所示。

所述的遮眼器控制电路（10）主要用来控制驱动遮眼器（未提供详细结构图，另行申报专利）中的电机正转、反转和停止等动作，包括锁存器IC10、缓存器IC14、门电路IC21及IC22～IC25组成的桥式电机驱动电路，如图11所示，其中K_1－1、K_1－2分别为左、右限位开关，当两者有一个闭合时，只选通或非门电机桥式驱动电路其中的一个驱动臂，使电机只能有另一个方向的选择，同时该闭合信号还可通过J_2－1或J_2－2反馈给CPU以告知当前电机的到位状态。

图4中锁存器IC6即留作打印机接口Ⅸ，其输入端与数据总线相连，其使能端由接口译码器IC12的输出端H控制，其输出连接一通用打印机槽口IC37。在实际应用时打印机与槽口IC37相连，可以直接安装在主机内并在面板上留出出纸口，如图1所示，也可以通过电缆外接。

所述的外扩充接口Ⅹ主要用来留作今后的功能扩充或作为外存接口，扩充槽IC37为一36针插座，其36个引座包括16根地址总线A0～A15根、8根数据总线D0～D7及系统控制线中存贮器请求、输入／输出请求、读信号、写信号、以及复位信号、时钟脉冲等各1根、选片控制3根、接地1根、Vcc1根、插入标志1根，如图12所示，其中插入标志经缓存器IC14的其中一个输入端与CPU的数据总线相连，如图4所示。

如为了简化功能以符合不同的需要，上述各功能模块中可以省却对话显示屏、眼位指示屏、打印机接口、遮眼器、眼位指示屏等及其电路。

最佳遥控型实施例：

为了让使用、安装更为方便，可以对电路稍加修改成为遥控型，遥控部分主要是用于视力表显示屏的数字显示电路、眼位指示电路和视标显示电路，为此主图仍如图1所示，只在显示接口电路（7）的输出以遥控编码发射电路（13）取代视标显示电路（11）和眼位指示电路（12），如图13所示，再增加遥控接收解码电路（14），如图14所示，用来发射、接收控制数据；同时取消原来非遥控型中视力显示屏上的数字显示电路（3′）。

遥控编码发射电路（13）如图13所示，由锁存器IC5、IC8、多路编码器IC19、调制振荡器IC20、三极管Q1、红外光发射二极管V1～V3组成；被遥控对象编码值由ROM中的程序控制CPU产生，其中的8位为数据编码值，经锁存器IC5锁存后直接送入多路编码器IC19的输入端低8位，作为本地解码比较标准值，而其中的4位控制编码值经锁存器IC8的4位输送到多路编码器IC19的高4位，然后由IC19将该12位编码值编码后输出并经与非门IC20振荡、调制为红外光编码信号，最后经三极管Q1功率放大后驱动红外光发射二极管V1～V3发射，为了展宽发射角，最好将三支发射二极管并联或串联，而且分别置于不同的发射角度。

如图14所示，遥控接收电路部分包括接收二极管V4、遥控接收解码电路（14）和本地数据发生器（15），其后接眼位指示电路（12）、数字显示电路（3″）和视标显示接口IC33及视标显示电路（11）；遥控接收解码电路（14）包括放大器IC26、多路解码器IC27和译码器IC30，本地数据发生器（15）由IC28构成的振荡器和计数器IC29组成；接收二极管V4接收到红外光信号后，经红外光放大器IC26放大并输送到多路解码器IC27的输入端，当接收到的低8位编码值与本地编码发生器IC29的输出值相等时则解码成功，并由多路解码器IC27输出脚9输出一个有效信号高电平（上升沿）控制锁存器IC31、IC33使能、取出当前本地编码值，同时由多路解码器IC27的4路控制编码端将对应锁存器IC8的4位输出控制编码值经译码器IC30译码后分别对应控制锁存器IC31～IC33的输出控制使能端或数字显示屏的各位选端，从而分别选通后面的指示电路（12）、数字显示电路（3″）和视标显示接口IC33及视标显示电路（11）。

数字显示电路（3″）中的BG_2－2～BG_2－4为数字显示屏，锁存器IC31输出显示数据，IC30译码输出选通信号，并由三极管Q4～Q7驱动二极管组显示。

锁存器IC32输出眼位指示数据，眼位指示电路（12）同非遥控型实施例相同。

锁存器IC33驱动输出视标显示数据，其输出线J_4－1～J_4－8接如图9的视标显示电路（11），同非遥控型实施例。

Claims

1、一种视力检测仪，包括印有视标及其指示器的视力表显示屏(Ⅰ)、主机(Ⅱ)及键盘(Ⅲ)、数字显示屏(Ⅳ)和方向回答器(Ⅴ)，通过主机的微电脑控制电路的控制，由键盘(Ⅲ)可以向主机控制电路设定各种检测程序和手段，在视力表显示屏上自动产生待检测视标指示，并限时监视被测者通过方向回答器(Ⅴ)的回答，然后自动判断回答是否正确，同时不断调整被测视力值及其对应的视标，循环检测直至确定最终检测结果并在数字显示屏(Ⅳ)上显示；其特征在于所述的控制电路包括CPU主控电路(1)、数字显示电路(3)、键盘电路(4)、方向回答电路(9)和显示接口电路(7)，所述的CPU主控电路(1)由时钟振荡器、CPU(IC1)、ROM(IC2)、RAM(IC3)、地址译码器(IC11)和接口译码器(IC12)组成，时钟振荡器向CPU提供稳定的工作时钟，ROM、RAM通过地址译码器(IC11)与CPU相接，它们的地址、数据输入端均通过地址总线、数据总线与CPU相连，接口译码器(IC12)的输入端与CPU的数据总线及系统控制端线相连，数字显示电路(3)、键盘电路(4)、方向回答电路(9)、显示接口电路(7)分别通过各自的数据锁存器连接到数据总线上，分别控制数字显示屏Ⅳ、键盘Ⅲ、方向回答器Ⅴ和视标指示器，所述的接口译码器(IC12)的输出端分别连接所述数字显示电路(3)、键盘电路(4)、方向回答电路(9)和显示接口电路(7)的各自锁存器之使能端，固化在ROM中的程序控制CPU通过接口译码器(IC12)分别选通所述的各个外围功能电路，完成各自模块的功能。

2、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于：

a.所述的数字显示电路（3）包括锁存器（IC4）及锁存器（IC10）和发光二极管组构成的数字显示器；

b.所述的键盘电路（4）采用矩阵式结构，包括锁存器（IC10）、缓存器（IC14）和按键矩阵；

c.所述的方向回答电路（9）是一按键矩阵；

d.所述的显示接口电路（7）主要包括锁存器（IC5）和（IC8），它们的使能端分别由接口译码器（IC12）的二个输出端控制。

3、如权利要求2所述的视力检测仪，其特征在于在所述的主机（Ⅲ）面板和视力表显示屏（Ⅰ）上并联安装有所述的数字显示屏（Ⅳ），而且前者直接采用现成的八段LED数显器。

4、如权利要求3所述的视力检测仪，其特征在于在所述的视力表显示屏（Ⅰ）上的数字显示屏（Ⅳ）采用多个发光二极管拼接而成，相应增加驱动电路（IC34）、（IC35）。

5、如权利要求2所述的视力检测仪，其特征在于所述的方向回答电路（9）是一1×4的按键矩阵。

6、如权利要求2所述的视力检测仪，其特征在于所述的方向回答电路（9）是一2×4的按键矩阵。

7、如权利要求2所述的视力检测仪，其特征在于所述的显示接口电路（7）输出端接有视标显示电路（11），包括视标行／列驱动电路和发光二极管构成的视标指示矩阵。

8、如权利要求7所述的视力检测仪，其特征在于所述的显示接口电路（7）还包括提供视标列值随机参考值的随机发生器（5）。

9、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于还包括有眼位指示屏（Ⅵ），相应地在所述的显示接口电路（7）输出端还接有包括驱动三极管Q2、Q3和构成“左”、“右”字符的二极管组的眼位指示电路（12）。

10、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于还包括有对话显示屏（Ⅶ），由主机面板上印有显示词语的透明板和各板下面埋设的发光二极管D1～D12组成，相应的对话显示电路（6）包括锁存器（IC7）、（IC8）和发光二极管D1～D12，锁存器IC7、IC8的使能端分别由接口译码器IC12的二个输出端控制，输入端与数据总线相连。

11、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于还包括有遮眼器，相应的遮眼器电机控制电路（10）主要用来控制驱动遮眼器中电机正转、反转和停止等动作，包括锁存器（IC10）、缓存器（IC14）、门电路（IC21及IC22～IC25）组成的桥式电机驱动电路。

12、如权利要求11所述的视力检测仪，其特征在于所述的遮眼器电机控制电路（10）中还包括有左、右限位开关K_1－1、K_1－2。

13、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于还包括有打印机接口槽（IC37）以连接打印机，锁存器（IC6）作为打印机接口，其输入端与数据总线相连，其使能端由接口译码器（IC12）的输出端控制。

14、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于还包括有36针插座的扩充接口槽（IC34）。

15、如权利要求1所述的视力检测仪，其特征在于所述的显示接口电路（7）的输出接遥控编码发射电路（13）、遥控接收电路、视力表显示屏的数字值显示电路（3″）、眼位指示电路（12）和视标显示电路（11）。

16、如权利要求15所述的视力检测仪，其特征在于：

a.所述的遥控编码发射电路（13）由锁存器（IC5、IC8）、多路编码器（IC19）、调制振荡器（IC20）、三极管Q1、红外光发射二极管V1～V3组成；

b.所述遥控接收电路包括接收二极管V4、由放大器（IC26）、多路解码器（IC27）和译码器（IC30）组成的遥控接收解码电路（14）、由振荡器（IC28）、计数器IC29组成的本地数据发生器（15）以及锁存器（IC31～IC33）。