专利名称：动画色光弱视治疗仪的制作方法
技术领域：
本发明属于眼科弱视、早期近视的治疗设备，特别是一种动画色光弱视治疗仪。
人眼视网膜由视锥和视杆细胞组成，而视锥细胞又分为红视锥、绿视锥、蓝视锥细胞，其中红视锥、绿视锥细胞分布于中心凹及附近区域，蓝视锥细胞位于红、绿视锥细胞的周边区域，视杆细胞位于更周边区域，在约20-30度视角处密度最高。根据不同视细胞在网膜分布的特点，应用颜色颉颃的敏感方法分别选择性的进行刺激，可以明显提高弱视治疗效果，本发明就是根据这一原理设计的。
本发明动画色光弱视治疗仪，包括机箱、置于机箱的LED(发光二极管)显示屏以及控制器；LED显示屏由显示基板、位于基板中央区中心的红色LED、红色LED周围设置的高亮度白色LED环以及中央区外围依次排列的红/绿、黄/蓝、白多种颜色的LED环组成；控制器由单片机、I/O控制卡及若干驱动电路组成，驱动器连接I/O控制卡的输出，LED显示屏的所有发光二极管组成矩阵连接到相应的驱动电路输出，由单片机控制按设定程序有序的变化色光对视网膜的视锥细胞和视杆细胞进行选择性刺激。
本治疗仪根据针对视网膜不同视细胞的分布密度而设计，利用多颜色发光二极管按照一定的规律排列，组成LED(发光二极管)矩阵，由单片机按设定程序有序的变化色光对视网膜的视锥细胞和视杆细胞进行选择性刺激。软件可随意控制每个位置LED的闪灭，从而可模拟静止和运动的目标，将后像刺激、智能化游戏精细目力训练、针对不同视细胞分别刺激结合起来；本显示屏就象一个具有一定空间频率、可以运动的条栅，使弱视眼的视细胞在各个方位上都能接受一定空间频率、可以运动的条栅的刺激，从而创造良好的视觉发育环境。治疗时可单眼也可双眼进行刺激，以促进双眼视觉竞争的平衡。同时在此基础上设计多种程控智能化游戏方法，进行精细目力训练，训练患者大脑反应、眼睛追踪及动手能力，更加真实的模仿外界自然世界，具有更加自然、智能化及针对性的治疗效果。
应用此设计，可智能化的模仿后像治疗、黄斑色觉训练、CAM训练、扫视及追随运动训练等多种弱视训练方法，将多种治疗方法智能化的融合在一起，极大提高了训练的趣味性和有效性。
图6为其控制器实施电路图。
LED显示屏针对视网膜不同视细胞的分布密度而设计，LED显示屏由显示基板和有序分布在基板上的多颜色发光二极管组成。在
图1、2中LED显示屏2的显示基板为平板状，LED显示屏安装在机箱面板上。图3、4所示实施例之LED显示屏2的显示基板为球壳状，机箱1上部为空心球体，前面开有观察窗口4，LED显示屏2安装于所述空心球体内后壁上。如图5所示，红色LED位于基板中央区中心，红色LED周围设置由4个高亮度白色LED组成的光环，在高亮度白色LED环外侧约10度视角范围内，设置交替排列的7个红色、绿色LED环；在红、绿色LED环外侧约10-15度视角范围内，设置交替排列的7个黄色、蓝色LED环；在黄、蓝色LED环外侧约15-25度视角范围内，设置7个白色LED环。
在所有的LED表面覆盖一层透明塑料薄膜，构成面光源，中央区的红色面光源直径为￠2cm，白色LED环呈宽度为1cm白色面光源。
在LED显示屏中，除中央区外，所有LED环上的发光二极管均位于从中心向外间隔15度排列的放射线上。所有发光二极管组成LED(发光二极管)矩阵，由相应的横列驱动电路驱动。
在红、绿色LED环中，红、绿LED的直径均为￠3mm，点间距为4mm；在黄、蓝色LED环中，黄、蓝LED直径均为￠3.75mm、点间距为4.8mm；在白色LED环中，白色LED直径均为￠5mm、点间距为7.6mm。
图6为其控制器一实施例电路。控制器由单片机、I/O控制卡及若干驱动电路(如74LS06)组成，I/O控制卡接在单片机的相应的输出端口，驱动器连接到I/O控制卡的输出，LED显示屏的所有发光二极管组成矩阵连接到相应的驱动电路输出，由单片机控制按设定程序使色光有序的变化，对视网膜的视锥细胞和视杆细胞进行选择性刺激。
矩阵排列的LED(发光二极管)，模拟静止和运动的目标刺激，将后像刺激和针对不同视锥细胞、视杆细胞分别刺激结合起来；同时在此基础上设计程控游戏方式，进行精细目力训练，训练患者大脑反应、眼睛追踪及动手能力，具有自然化、智能化、疗效高的特点。
图6中还设置了反应键K、计数器和计数显示器3，用于测试判定治疗的效果。控制程序切换键K1、K2和游戏切换键K3-K5均接在I/O控制卡的相应的输入端，所述的功能键也可接至单片机的输入端，通过程序判断来选择切换。
其工作过程如下开机后，病人距离视屏30cm，可单眼也可双眼进行刺激。
首先，进行后像联合运动刺激，选择程序切换键，LED显示屏中央区白色LED环中4个高亮度白色发光二极管点亮，此光源持续亮60秒，随后熄灭，紧接其中心部的直径2cm红色面光源LED按一定频率闪烁。
然后进行视细胞刺激。在中心部红灯闪烁的同时，周围按一定规律排列、多种颜色的发光二极管依次闪烁，模拟出放射状或环形运动的刺激效果，分别选择性的对红、绿、蓝锥细胞及视杆细胞进行刺激。
其中在白色LED环外侧约10度视角范围内的7个红色、绿色LED环依次交替闪烁，用来选择性的刺激红、绿视锥细胞；在红、绿色LED环外侧10-15度视角范围内的7个黄色、蓝色LED环依次交替闪烁，用来选择性的刺激蓝视锥细胞；最外层约15-25度范围内的7个白色LED环依次闪烁，选择性的刺激视杆细胞。2分钟后，此过程结束。按键可多次重复上述刺激过程。
以上刺激过程有两种选择键，可根据弱视不同程度，针对性的进行刺激。轻度弱视时选择切换键K1，所有二极管条栅全部闪烁，产生间隔较窄的红绿、黄蓝、白色光栅依次闪烁的运动效果；而在中、重度弱视时，选择切换键K2，则圆周状光栅间每间隔两条光栅闪烁，产生间隔较宽的红绿、黄蓝、白色光栅依次闪烁的运动效果。
最后选择游戏键进行精细目力训练。根据不同的视力分别通过游戏切换键K3-K5可选择游戏1、游戏2和游戏3。如轻度弱视则选择游戏1，中度弱视则选择游戏2，重度弱视则选择游戏3。游戏中，LED两两靠一定间隔贴在一起，在10个不同位置中随机闪烁，刺激持续时间0.5秒，刺激间隔1秒。
如果某一位置中二个灯光中只有一个灯光闪烁时，患者无须按键；如果两个紧贴在一起的LED同时闪烁时，则按下反应键K，机器会自动计数，计数器会记录并显示出正确反应的比率，从而家长可根据随机位置10次实验的正确反应率，判定治疗的效果。在游戏1中，二个LED中，每灯的直径为3mm、点间隔为4mm；同样道理，在游戏2中，则为10个不同位置的直径3.75mm、点间隔4.8mm紧密结合的二个LED闪烁；在游戏3中，则为10个不同位置的直径5mm、点间隔7.6mm紧密结合的二个LED闪烁。
权利要求
1.一种动画色光弱视治疗仪，其特征在于包括机箱、置于机箱的LED显示屏以及控制器；LED显示屏由显示基板、位于基板中央区中心的红色LED、红色LED周围设置的高亮度白色LED环以及中央区外围依次排列的红/绿、黄/蓝、白多种颜色的LED环组成；控制器由I/O控制卡及若干驱动电路组成，驱动器连接I/O控制卡的输出，LED显示屏的所有发光二极管组成矩阵，连接到相应的驱动电路输出，由单片机控制按设定程序有序的变化色光对视网膜的视锥细胞和视杆细胞进行选择性刺激。
2.根据权利要求1所述动画色光弱视治疗仪，其特征在于显示基板上所有的LED设计成面光源。
3.根据权利要求1所述动画色光弱视治疗仪，其特征在于显示基板上中央区外围的多种颜色的LED环是这样分布的，在高亮度白色LED环外侧10度视角范围内，设置交替排列的多个红色、绿色LED环，用于刺激红、绿视锥细胞；在红、绿色LED环外侧10-15度视角范围内，设置交替排列的若干个黄色、蓝色LED环，用于刺激蓝视锥细胞；在黄、蓝色LED环外侧15-30度视角范围内，设置多个白色LED环，用于刺激视杆细胞。
4.根据权利要求1或3所述动画色光弱视治疗仪，其特征在于在LED显示屏中，除中央区外，所有发光二极管均位于从中心向外间隔排列的放射线上。
5.根据权利要求1所述动画色光弱视治疗仪，其特征在于LED显示屏的显示基板为平板状，或球壳状。
全文摘要
一种动画色光弱视治疗仪，包括机箱，LED显示屏及控制器；LED显示屏由基板、位于基板中央区中心的红色LED、红色LED周围的高亮度白色LED环以及外围依次排列的红/绿、黄/蓝、白色的LED环组成；控制器由单片机、I/O控制卡及若干驱动电路组成，显示屏的所有LED组成矩阵连接到相应的驱动电路输出。其针对视网膜不同视细胞的分布密度而设计，利用多颜色LED按照一定的规律排列组成LED矩阵，由单片机按设定程序有序的变化色光，将后像治疗、智能化游戏精细目力训练、选择性刺激不同视细胞结合，临床试验效果明显，使用方便，可广泛进入医疗及家庭。
文档编号A61F9/00GK1463687SQ02134239
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月22日 优先权日2002年6月22日
发明者顾宝文 申请人:顾宝文