TW201404355A

TW201404355A - 檢查、診斷或輔助功能性視力問題之診斷和治療的裝置及方法

Info

Publication number: TW201404355A
Application number: TW101125644A
Authority: TW
Inventors: Munoz Juan Jose Marcos
Original assignee: Davalor Consultoria Estrategica Y Tecnologica S L
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-02-01

Abstract

本發明係有關於一種檢查、診斷或輔助功能性視力問題之診斷和治療的裝置及方法，係由包含可供設置於使用者眼睛前方之各自之功能性總成(2)的一裝置(1)所構成，每一功能性總成(2)包含一顯示螢幕(5)、可將該顯示螢幕(5)之影像聚焦於所需距離處的透鏡元件(6)、一影像擷取攝影機(7)、以及光投射源(8)，該功能性總成(2)係連接於一電子單元(10)，該電子單元上則連接一電腦(11)、一外部變數偵測系統(12-13)、一聲頻通訊系統(14-15)、以及一控制元件(16)，以供確認功能性視力問題並進行用以矯正該問題的運動。

Description

檢查、診斷或輔助功能性視力問題之診斷和治療的裝置及方法

本發明是有關於檢查、診斷或輔助視力診斷、和治療，提出一種裝置及方法，以供實際上施行該功能。

有95%的資訊是透過眼睛接收的，因此眼睛是空間方位、動作溝通，以及特別是學習(例如有關於正式辨識技能、閱讀技能、閱讀理解技能等)的最重要方法，因此對眼睛進行定期檢查，以偵測及治療個人可能會有的功能性問題是相當適當的作法。

用以測試視力來檢查眼睛狀況及視力的功能性能力的裝置是已為人知，但現有的裝置基本上很簡單，需要借助專家來評估病人眼睛的性能，因此在缺乏專家來對全部人口做服務的情形下，將無法對民眾做足夠頻繁的視力檢查。

文獻WO 2006/105358中揭露一種眼鏡形式的裝置，用以診斷及訓練視力，其具有功能性總成，可供放置於使用者眼睛的前方。該裝置具有面向著使用者眼睛的螢幕，其上可顯示出影像，它同樣具有感應器及自動校正及連續調整顯示器的手段，因此可依眼睛所在的方向及位置而產生視覺刺激。

此方案並無法有效地治療功能性視力問題，因此就這點而言，使用者的眼睛神精運動系統必須要處於一種虛擬環境中，而該虛擬環境是可以針對實際的等效環境中的認知感覺來表現三維感覺及距離感覺，因此之故，顯示於使用者眼睛前方的影像必須是立體地(三維地)設置於該虛擬空間內，且位於距使用者不同的距離處。

本發明提出一種裝置及方法，可利用可由使用者本身或專家掌控的簡單手段來進行功能性視力問題的檢查、診斷或輔助診斷、和治療。

該裝置包含一眼睛狀裝置，其包含一影像顯示螢幕、透鏡元件、一個或多個(可見光或不可見光)光源、以及一位在每一隻眼睛前方相對應區域內的影像擷取攝影機，他們全部都位在一個可在所應用之眼睛前方構成一自由空間的殼體內，並連接於一獨立的電子單元，而該電子單元則連接於一電腦、一聲頻通訊系統、以及一外部光感應器及用以感測使用者頭部位置的感應器。

該總成可透過電子單元將影像傳送至位在眼睛前方的螢幕，該影像可由眼睛經由透鏡元件觀看，而同時該眼睛會接收到自光源發出的光線的投射，因此該眼睛會產生反射，其會由攝影機捕捉，信號會根據該反射而傳送至電子單元，其會將該信號結合於外部感應器的信號，以產生出要傳送至電腦處理的數據。

因此，可有一種能夠以真時方式得到眼睛之功能性參數的裝置，例如移動、凝視之會聚點、瞳孔直徑、焦平面距離、以及透鏡曲率，以供將此數據與與事先建立之定義正常視力的模式相比較，因而確認眼睛的功能性視力問題，以供採用能夠減小或消除被分析之眼睛的那些功能性視力問題的治療。

透過電子單元及聲頻或影像傳送系統，使用者亦可與該裝置互動，以決定出能夠得到要測量之特定參數數據的動作。

包含有功能性元件而設置於眼睛前方的殼體可以在使用者有眼鏡時，讓該裝置設置於他/她的眼鏡上來使用，因此所得到的視力數據係相關於每個人之眼睛的特定環境而得到完全真實的數據。

另一方面，為得到眼睛不同參數的數據，可以想像得到能使用一組可更換的透鏡元件，其等可以手動方式或透過適用於該用途的自動裝載機來更換。

根據本發明的一實用的實施例，每一功能性總成的殼體具有一開孔，可供具有透鏡元件的卡匣選擇性地插入。因此，可依據使用者眼睛所要進行的測試來選用具有最適合之透鏡元件的卡匣。

透鏡元件可以將使用者所看到的影像聚焦於所需要的距離處，因此該影像自使用瞳孔的位置及方位來看是一種沉浸式三維虛擬環境中以立體的方式顯示於顯示螢幕上，且使用者虛擬距離等於一段存在於使用者凝視之方向上的幾何會聚點與使用者本身之間的實際距離。

因此，本發明標的的該裝置具有相當優良的特徵，可供偵測功能性視力問題，取得該功能自身的識別及較佳特性。

本發明的目的是有關於用以檢查視力的裝置及方法，以供偵測健康眼睛的功能性視力缺陷，進而能採用療法來矯正該缺陷。

在一實用的非限制性實施例中，本文所提出的裝置可以想像得到是由一眼鏡裝置(1)所構成，其係由可供應用於每一隻眼睛上的功能性總成(2)所組成，該裝置(1)設有固定裝置(3)，其可以是任何可建立與使用頭部固定結合的型式。

每一用以進行眼睛檢查的功能性總成(2)包含一殼體(4)，其內設置有一顯示螢幕(5)，在該顯示器的前方設有一組透鏡元件(6)，以及一影像擷取攝影機(7)及一個或多個光投射源(8)。

該功能性總成(2)中的透鏡元件(6)可以是光學透鏡或可進行類似功能的其他型式元件，例如具有數個孔或中心槽的不透明碟片，根據一實施例，該等元件之一者(6.1)是以固定不動的方式設置在殼體(4)內，而另一元件(6.2)則是活動地設置而移近或移離該固定元件(6.1)，以供設定可變焦距，類似變焦，而其他的元件(未顯示)則插設於殼體(4)的槽縫(9)內，能夠以手動方式更換，或透過供該目的使用之自動裝載器為之。

另一方面，該裝置的總成是連接於一控制功能性總成(2)作動的電子單元(10)，經由之使用者或其他人士可與該系統互動，以供決定要在應用之眼睛上進行之視力檢查相關的作業模式。

電子單元(10)連接於一電腦(11)，而一外部變數偵測系統與一聲頻通訊系統則進一步與之相連接，外部變數偵測系統包含有例如一個或多個用以感測使用者頭部位置的感應器(12)及用以感測環境光的感應器(13)，而該聲頻通訊系統則包含耳機(14)及一麥克風(15)。一控制元件(16)亦設置成聯結至電子單元(10)，經由之使用者可以與功能性總成(2)的作業系統互動，以進行所需的操作。

因此，使用該裝置時，該裝置(1)要固定在使用者的頭部，而功能性總成(2)位在眼睛的前方，影像可以透過電子單元(10)傳送至螢幕(5)上，以使該影像能被相對應的眼睛透過透鏡元件(6)觀看到，而在此同時，一光束經由來源(8)投射至眼睛上。

因此，當眼睛看到出現在螢幕(5)上的影像時，會將投射至其上的光線反射出來，該反射的光會與眼睛的影像一起被攝影機(7)擷取，該攝影機會依該反射光線而傳送信號至電子單元(10)，其中該信號會與外部感應器(12-13)所提供的信號合併在一起，以產生與被檢查之眼睛之參數相關的數據，其會被傳送至電腦(11)，以進行處理。

相關於眼睛不同參數的數據，例如動作、凝視會聚點、瞳孔直徑、焦平面的距離、以及水晶體曲率，可在眼睛觀看出現在螢幕(5)之影像時的動作而得知，該數據將與預先建立的正常視力的模型相比較，以確認功能性視力異常，因此透過將影像投射至螢幕(5)上，眼睛可以進行運動，這可改善所偵查到的功能性問題。

功能性總成(2)是設定成在該功能性總成(2)與使用者眼睛之間有一自由空間，可以在使用者擁有眼鏡時，讓他/她在仍然戴著自己慣用的眼鏡的情形下使用該裝置，因此由此視力檢查所得到的結果對於所應用之眼睛而言是完全真實。

功能性總成(2)的殼體(4)亦設有側向開口(17)，可供環境光經由之自外界進入，而使用者則可利用周邊視覺看到他/她所處的環境。

在該裝置(1)中，該結合有用以檢查視力之元件的功能性總成(2)係設有一移動及定向系統(手動或自動)，可依據眼距及垂直於每一使用者之眼睛的視力方向的平面來調整該功能性總成(2)的位置，因此每一個案例的視力檢查結果都會是正確。

另一方面，該裝置(1)中的那些功能性總成(2)在結構上可以是互相獨立的，他們每一者都可結合於各自的殼體(4)內，但同樣的，在沒有改變本發明的概念的情形下，該二功能性總成(2)可以整合於單一共用殼體(4)內，可以設置單一個策略性組入之影像擷取攝影機 (7)來配合該二功能性總成(2)操作。

功能性總成(2)之整合於單一包覆殼體或多個殼體(4)可利用一透明元件(18)來構成密封式的封合，以防止灰塵進入，該灰塵會影響到作動零組件，進而造成他們的劣化。

可供替換性透鏡元件(6)插入的槽縫(9)進一步設有毛刷狀的毛條，用以防止灰塵經由該槽縫(9)進入。

第4圖顯示出本發明標的裝置的另一個實際實施例，其中每一功能性總成(2)的殼體(4)均設有一開孔(20)，可供選擇性地插入一個或多個具有透鏡元件(6)的卡匣(19)。因此，可以依據使用者眼睛要進行的測試來選用具有最適合之透鏡元件(6)的卡匣(19)。第5圖中的剖面圖顯示出卡匣(19)插置於相對應的殼體(4)內而位於各自之顯示螢幕(5)的前方。

在例如第11圖中所示的較佳方案中，具有透鏡元件(6)的卡匣(19)能夠通過設置在外殼體(4.1)上的開孔插入，而讓該外殼體(4.1)同時覆蓋住卡匣(19)及功能性總成(2)中設置著顯示螢幕(5)、影像擷取攝影機(7)、及光投射源(8)的殼體(4)二者。

如第12圖中所可看到的，一個或多個可供導入其他光機電裝置的卡匣(19)可依序插入至外殼體(4.1)上所設置的開孔內。因此，最靠近眼睛的第一個卡匣可包含有可讓使用者看到顯示器之顯示螢幕並讓該裝置將顯示螢幕(5)顯示於距該使用者任何視距處(例如透過能夠軸向移動的單焦透鏡或是多焦透鏡)的透鏡元件(6)光機電裝置，而其他的卡匣則包含例如用以修正該眼睛之正視及/或散光或其他的光機電裝置。

為使投射於顯示螢幕(5)的影像能被使用者眼睛以立體而真實的方式看到，其係設計成讓顯示於每一顯示螢幕(5)上的影像能夠依據每一眼睛的視角而在幾何上呈現異相的情形，並且讓透鏡元件(6)能夠根據要被使用者眼睛看到的影像面積來改變他們的焦距。

透鏡元件(6)可以是任何型式能夠讓顯示螢幕(5)的影像聚焦於任何可變距離處的透鏡或透鏡組，可以是例如能以電氣方式變形的光電透鏡(多焦透鏡)，或是能夠沿著軸向互相相對移動的多個光學透鏡(活動式固定焦距透鏡)，或其等的組合。

在將透鏡元件(6)對準於每一隻眼睛時，如第6圖及第7圖所可看到的，透鏡元件(6)是透過彈性元件(22)附著至卡匣(19)的殼體(4)上，該彈性元件可以讓該透鏡元件(6)傾斜，以便定位在所需的位置上。彈性元件(22)可有不同的實施態樣，因此他們是如圖所示般為設置在卡匣(19)上半部的伸縮囊、環周式伸縮囊、多個設置在不同方向上的彈簧、或其他類以的實施態樣。

如第7圖中可詳細看到的，根據一實施例，透鏡元件(6)可由組合在殼體(4)內部橫向導件上的定位托架(23)在外罩殼體(4)內傾斜至所需的位置處，該托架 (23)可以手動或透過自動元件來驅動。因此，當一卡匣(19)正確地插入至各殼體(4)上的開孔(20)內，該卡匣(20)的下方部位即可固定在托架(23)內，因此藉由將該托架(23)做側向移動，透鏡元件(6)的彈性元件(22)會彎折而讓該透鏡元件(6)對齊於使用者眼睛前方所需之位置。

根據一較佳實施例，除了利用一托架(23)來傾斜透鏡元件(6)以外，在殼體(4)可設有與之形成為一體之具有預定結構而以矛狀物形成的成型部。

因此，在將卡匣(19)插入其外罩殼體(4)內時，結合於卡匣(19)內的透鏡元件(6)會遭遇到由該矛狀物所構成的障礙物，該矛狀物會迫使該透鏡元件(6)側向及/或垂直移動，其係在將其固定的彈性元件(22)變形下才能如此進行。如果矛狀物及其在透鏡元件(6)上的接觸面積具有適當的幾何形狀，則透鏡元件(6)將可以完全自動而被動的方式對齊。

在此情形下，若要依眼距及每一使用者眼睛之視力方向來調整殼體(4)，該殼體(4)要能夠垂直及/或水平移動。

如果殼體(4)不包含卡匣(19)，如同第11圖中的情形，則功能性總成(2)或卡匣(19)本身即可具有能夠垂直或水平移動的手段，因此可根據眼距及使用該裝置之使用者眼睛的視力方向來配設透鏡元件(6)。

該應用於使用者眼睛的裝置(1)，係利用手段(3) 來固定，以在頭部上建立牢固的固定，如第8圖中所可看到的。供使用者以他的周邊視覺來經由之觀看圍繞著他的環境的側向開口(17)，係相對於功能性總成(2)的殼體(4)來定義。

為能夠在有需要時依要進行的測試而將側向開口(17)選擇性地堵住，可以相關於該側向開口(17)設置實用性的封閉閘口(21)，因此，如第9圖中看到的，在正常的位置上，該閘口(21)可被移開，留下各側向開口(17)自由開放，且當依診斷條件需要時，如第10圖中所看到的，閘口(21)能移動，以封堵住側向開口(17)。

根據一實施例，由易於做透明度轉換的光電材料製做的封閉件(未顯示)可相關於側向開口(17)配置，而這些封閉件可以選擇性地改變光線穿過該側向開口(17)的通道。在此例中，該等封閉件係以固定方式設置於側向開口(17)內，並可透過改變該封閉件的不透光度而選擇性地控制光線進入該裝置內的通道。

因此，就該裝置的實際應用而言，影像係顯示於顯示螢幕(5)上給使用者看，並計算使用者眼睛觀視該影像時的參數，這些參數再與先前建立的模式相比較，以確認功能性視力問題。因此，透過將影像投射至螢幕(5)，可讓眼睛做運動，得以改善所偵測到的功能性問題。

為能有效率地治療所偵測到的功能性問題，必須要讓使用者的眼睛神精運動系統必須要處於一種虛擬環境中，而該虛擬環境是可以針對實際的等效環境中的認知感覺來表現三維感覺及距離感覺。

為達成此，該影像可以透過顯示螢幕(5)及透鏡元件(6)立體地(三維地)投影於該虛擬空間，而位於距使用者不同距離處。

就此而言，使用者眼睛的影像會先由攝影機(7)擷取，而每一隻眼睛的凝視方向、使用者凝視會聚點、以及會聚點至使用者的距離可利用之在電子單元(10)中計算出來，以控制透鏡元件(6)，使他們能夠根據對應於使用者凝視會聚點至使用者之距離的實際深度，來調適他們的焦距。

因此，每一投影至顯示螢幕(5)上的影像均會根據實際深度編碼，而可以由例如電子單元(10)根據顯示在顯示器平面上之三維影像的每一平面的虛擬深度或距使用者的距離而針對其內容設定特定的模糊度，其可以例如在接近於使用者焦平面處(其包括使用者眼睛凝視力的會聚點)為零模糊度，並且在逐漸遠離的平面上逐漸增大模糊度。

1‧‧‧眼鏡裝置

2‧‧‧功能性總成

3‧‧‧固定裝置

4‧‧‧殼體

4.1‧‧‧外殼體

5‧‧‧顯示螢幕

6‧‧‧透鏡元件

6.1‧‧‧透鏡元件

6.2‧‧‧透鏡元件

7‧‧‧攝影機

8‧‧‧光投射源

9‧‧‧槽縫

10‧‧‧電子單元

11‧‧‧電腦

12‧‧‧感應器

13‧‧‧感應器

14‧‧‧耳機

15‧‧‧麥克風

16‧‧‧控制元件

17‧‧‧側向開口

18‧‧‧透明元件

19‧‧‧卡匣

20‧‧‧開孔

21‧‧‧閘口

22‧‧‧彈性元件

23‧‧‧定位托架

第1圖顯示出構成本發明標的之用以檢查眼睛視力的裝置的組合的方塊圖。

第2圖是一眼鏡狀裝置的實際實施例的示意立體圖，該眼鏡設有各自之根據本發明的總成，以供應用於使用者的眼睛上。

第3圖是前一圖之裝置的部份總成之一的示意剖面圖。

第4圖顯示出根據本發明之裝置的另一實際實施例的示意立體圖，其中具有透鏡元件的卡匣是位在相對於他們各自之外罩殼體的插入位置上。

第5圖顯示出根據前一圖之實施例的總成的示意剖面圖，該總成係由一卡匣插入各自之殼體內。

第6圖是一卡匣設置於面向插入外罩殼體內之位置的示意剖面圖。

第7圖顯示出前一圖中之總成的示意剖面圖，具有卡匣插入並在外罩殼體內側向傾斜。

第8圖顯示出第4圖之裝置的示意圖，設置有固定裝置，並結合於一使用者的頭部。

第9圖顯示出該裝置的詳細部分立體圖，其中顯示出功能性總成之一設有一側邊開孔，係位在一開放位置。

第10圖顯示出和前一圖一樣的詳細圖式，但側邊開孔是處於關閉位置。

第11圖顯示出本發明之裝置的另一實際實施例設置在一使用者頭上。

第12圖是前一圖的詳細部分放大圖。