一种新型近视度数测试仪及应用方法与流程

本发明涉及保健装置及应用方法技术领域，更具体地，涉及一种新型近视度数测试仪及应用方法。

背景技术：

近视、远视、假性近视、斜视和弱视等是我国居民常见的视力问题，据统计2012年我国5岁以上总人口中，近视和远视的患病人数大约5亿，其中近视的总患病人数在4.5亿左右。

为了佩戴合适的眼镜，必须要进行近视度数的测试。现今许多眼镜店都设有近视度数测试仪，但是这些测试仪需要人工不停更换镜片，调整度数以便看清楚；还需要用户与验光师之间不停互动，以便验光师更换视标图像；这些过程导致近视度数检测的时间过长，效率低下，且验光师的劳动强度过大，容易出现眼镜度数与视力状况不匹配的情况发生，影响测试效果，提高了加快近视的风险。因此如何设计出能快速智能地测试近视度数的仪器及使用方法是要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型近视度数测试仪，避免人工不停更换镜片以及验光师不停询问客户以便更换视标图像，提高了测试的效率，减少验光师的劳动强度，避免出现眼镜度数与视力状况不匹配的情况发生，提高测试效果，降低了加快近视的风险，实现了快速智能地测试近视度数的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种新型近视度数测试仪，所述测试仪包括顺序安装的可遮光或透光的可控遮光屏、双目目镜、成像透镜组、显示屏幕，所述成像透镜组上设有用于移动成像透镜组的移动装置，所述测试仪还包括电子控制模块，所述电子控制模块均与可控遮光屏、显示屏幕及移动装置电连接；所述测试仪还包括供用户根据所观察图标并发出信号的互动装置，所述电子控制模块根据互动装置的信号与显示屏幕信号的比较结果对成像透镜组进行移动控制。

用户利用可控遮光屏对眼睛进行遮光或透光，透光一侧的眼睛通过双目目镜观察经过成像透镜组成像后在显示屏幕上显示的屏幕图像，利用互动装置指示观察图像，电子控制模块根据需要控制可控遮光屏、显示屏幕以及移动结构，实现验光与眼保健。

本发明一种新型近视度数测试仪设置有对眼睛进行遮光或透光的可控遮光屏，其与电子控制模块电连接，可智能控制可控遮光屏。由于所述电子控制模块与可控遮光屏、显示屏幕、移动结构均电连接，使得电子控制模块可根据需要智能地控制可控遮光屏、显示屏幕、移动结构，根据需要进行改变，从而避免人工不停更换镜片以及验光师不停询问客户以便更换视标图像，提高了测试的效率，减少验光师的劳动强度，避免出现眼镜度数与视力状况不匹配的情况发生，提高测试效果，降低了加快近视的风险，实现了快速智能地测试近视度数的目的。并且本装置结构简单，使用方便，且成本低。

改进之一，所述双目目镜可为若干焦距不同的目镜，所述移动结构为马达。所述双目目镜可为若干焦距不同的目镜的设置，是由于在满足眼球外肌的训练范围，需要模拟的近视与远视度数范围较大，而不同用户的视力具有显著的差异性，一种固定的成像透镜组和目镜的搭配，难以满足所有用户的需求，因此，可将目镜根据不用用户的视力状态分布，制作几种焦距的目镜，让每一种涵盖一定视力状态范围的用户群体，以保证每种群体在眼保健状态下的训练范围。另外，所述移动结构为马达的设置，是为了限制光路的长度，快速实现验光与眼保健仪的紧凑设计，利用马达改变显示屏幕、成像透镜组和双目目镜三者之间的距离，以实现显示屏幕显示视标图像在眼球成像像点的前后移动及垂轴倍率的变化。优选地，为减少马达运动时候的噪声，所述马达为超声波马达。

优选地，所述马达为超声波马达所述显示屏幕为黑白液晶屏幕。超声波马达的设置是为了减少噪音。所述显示屏幕为黑白液晶屏幕的设置，是由于屏幕上的视标图像需要缩小至等效于在5米外观看的效果，而且验光所用的视标基本为白底黑字的字符或图案(如“E”或“C”)，优选黑白液晶屏幕，便于提高像素密度。

优选地，所述双目目镜与成像透镜组之间设有用于延长光路的反射镜。作为优选方案，为降低对成像透镜组每个镜片的加工技术需求(如透镜的曲率半径、焦径比、折射率等)，可采用反射镜延长光路，使得使用更简单易制的透镜镜片组成成像透镜组，以便降低成本。

优选地，所述成像透镜组中设有消色差镜片。所述成像透镜组中设有消色差镜片，是为了解决成像透镜组的色散问题。

优选地，所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述成像透镜组包括两部分，部分成像透镜组位于所述显示屏幕与第一反射镜之间，另一部分成像透镜组位于所述双目目镜与第二反射镜之间。所述成像透镜组包括两部分，部分成像透镜组位于所述显示屏幕与第一反射镜之间，另一部分成像透镜组位于所述双目目镜与第二反射镜之间，这些设置是为了配合上述的加入反射镜后的延长型光路，利用二次成像，在有限的光路长度里面将显示屏幕所显示的视标图像缩小到验光所需视标的角分辨尺寸，满足验光的需求。

优选地，所述训练仪还包括用于固定用户的头部的支撑件，所述支撑件与双目目镜分别位于可控遮光屏的两侧且其处于相对位置，所述支撑件上设有用于检测用户的头部是否在设定位置上的感应装置。支撑件的设置，是为了固定用户的头部，提高使用舒适性，使得双眼与目镜的距离相对固定，在减少疲劳的同时，解决因为头部晃动而导致屏幕显示视标图像在眼球成像像点的前后移动。同时设计感应装置，使得仪器能够检测到用户头部是否在设定的位置上，提高了训练和测试的效果。优选地，所述支撑件为用于托住下颚的颚托。颚托的设置是方便用户使用，在眼保健训练仪前方安置一个颚托，供用户放置下颚。优选地，感应装置为触感和光感开关，这样便于快速感应，且成本较低。

优选地，所述互动装置为手柄或摇杆或按钮。为了便于用户快速互动以便记录所看到的视标方向，以此判读用户是否达到视标对应的视力水平，所述互动装置为手柄或摇杆或按钮。

优选地，所述双目目镜与成像透镜组之间也设有可控遮光屏。

优选地，所述可控遮光屏为液晶盒或快门或卷帘。另外，可控遮光屏可优选一个独立单元的液晶盒，通过施加电压的变化，可实现快速改变通光、遮光和中线裂隙状态。

优选地，所述电子控制模块设有通信模块，可利用蓝牙、wifi、NFC、有线网络等将验光数据传至云端供医生分析用户的视力变化状态。

优选地，为提高观看视标图像的对比度，可将验光与眼保健仪的内部加工消光纹或涂覆磨砂黑漆。

本发明还提供一种新型近视度数测试仪的应用方法，所述应用方法的具体步骤为：

a.用户利用可控遮光屏对眼睛进行遮光或透光；

b.显示屏幕随机序列显示视力为5.0的视标图像；

c.透光一侧的眼睛通过双目目镜观察视标图像经过成像透镜组成像后的图像；

d.验光与眼保健者通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像；

e.测试仪根据互动装置的示意图标做出有无看清的信息判断，发出信号；

f.若测试仪接收到信号为“看不清”，电子控制模块控制移动装置移动，使成像透镜组不断改变位置，模拟不断调整镜片度数的效果，直到用户看清楚为止；

g.若测试仪接收到信号为“看得清”，电子控制模块记录一次正确；并且同尺寸的视标图像出现多次且方向随机，用户对所述视标图像继续观察正确率高于一定的比例，则此时的视标图像的水平为用户的视力水平，成像透镜组的度数为透光一侧的眼睛的度数；若用户对所述视标图像继续观察正确率低于一定的比例，则测试仪接收到信号为“看不清”，继续执行步骤f；

h.上述步骤实现了一侧眼睛近视度数的检测；然后变换可控遮光屏对眼睛的遮光与透光，完成两侧眼睛的近视度数的检测。

在完成近视度数测试之后还包括以下验光步骤：

i.用户利用可控遮光屏对眼睛进行遮光或透光；

j.显示屏幕随机序列显示视力为正常视力的视标图像；

k.电子控制模块控制遮光一侧眼睛的可控遮光屏状态切换为中线裂隙透光状态；

l.用户从可控遮光屏中线裂隙处观看观察视标图像经过成像透镜组成像后的图像；通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像；

m.顺时针或逆时针缓缓旋转可控遮光屏的中线裂隙方向；

n.若用户旋转中线裂隙超过A角度之后，用户通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像，电子控制模块根据输入信号判定两次观察的清晰度和模糊度是一致的，电子控制模块判断用户眼睛的散光度低于一定度数或没有散光；若用户通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像后，电子控制模块根据输入信号判定某个中线裂隙的方向下视标清晰度高于其它方向，则电子控制模块判断中线裂隙的方向为散光方向，且记录下用户眼睛的最佳视力，然后旋转中线裂隙方向B角度，电子控制模块再次记录下用户眼睛的最佳视力，两个中线裂隙方向的视力差值为用户眼睛的散光度数；

o.上述步骤实现了一侧眼睛散光度数的检测；然后变换可控遮光屏状态，完成两侧眼睛的散光测试。

优选地，所述A角度为360度，B角度为90度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种新型近视度数测试仪及应用方法，设置有对眼睛进行遮光或透光的可控遮光屏，其与电子控制模块电连接，可智能控制可控遮光屏。由于所述电子控制模块与可控遮光屏、显示屏幕、移动结构均电连接，使得电子控制模块可根据需要智能地控制可控遮光屏、显示屏幕、移动结构，根据需要进行改变，从而避免人工不停更换镜片以及验光师不停询问客户以便更换视标图像，提高了测试的效率，减少验光师的劳动强度，避免出现眼镜度数与视力状况不匹配的情况发生，提高测试效果，降低了加快近视的风险，实现了快速智能地测试近视度数的目的。并且本装置结构简单，使用方便，且成本低。

附图说明

图1为实施例1新型验光与眼保健训练仪的未加反射镜的结构示意图。

图2为实施例1新型验光与眼保健训练仪的加入反射镜后的结构示意图。

图3为实施例2型验光与眼保健训练仪的加入反射镜后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1至2所示为本发明一种新型近视度数测试仪及应用方法的第一实施例，所述测试仪包括顺序安装的可遮光或透光的可控遮光屏1、双目目镜2、成像透镜组4、显示屏幕3，所述成像透镜组4上设有用于移动成像透镜组4的移动装置6，所述测试仪还包括电子控制模块5，所述电子控制模块5均与可控遮光屏1、显示屏幕3及移动装置6电连接；所述测试仪还包括供用户根据所观察图标并发出信号的互动装置，所述电子控制模块5根据互动装置的信号与显示屏幕信号的比较结果对成像透镜组4进行移动控制。

具体地，所述双目目镜2可为若干焦距不同的目镜，所述移动结构6为马达。所述双目目镜2可为若干焦距不同的目镜的设置，是由于在满足眼球外肌的训练范围，需要模拟的近视与远视度数范围较大，而不同用户的视力具有显著的差异性，一种固定的成像透镜组4和双目目镜2的搭配，难以满足所有用户的需求，因此，可将目镜根据不用用户的视力状态分布，制作几种焦距的目镜，让每一种涵盖一定视力状态范围的用户群体，以保证每种群体在眼保健状态下的训练范围。另外，所述移动结构6为马达的设置，是为了限制光路的长度，快速实现验光与眼保健仪的紧凑设计，利用马达改变显示屏幕3、成像透镜组4和双目目镜2三者之间的距离，以实现显示屏幕3显示视标图像在眼球成像像点的前后移动及垂轴倍率的变化。另外，优选地，为减少马达运动时候的噪声，所述马达为超声波马达。

其中，所述成像透镜组4中设有消色差镜片。所述成像透镜组4中设有消色差镜片，是为了解决成像透镜组4的色散问题。

另外，双目目镜2与成像透镜组4之间设有用于延长光路的反射镜7。

其中，训练仪还包括用于固定用户的头部的支撑件8，支撑件8与双目目镜2分别位于可控遮光屏1的两侧且其处于相对位置，所述支撑件8上设有用于检测用户的头部是否在设定位置上的感应装置。支撑件8的设置，是为了固定用户的头部，提高使用舒适性，使得双眼与双目目镜2的距离相对固定，在减少疲劳的同时，解决因为头部晃动而导致屏幕显示视标图像在眼球成像像点的前后移动。同时设计感应装置，使得仪器能够检测到用户头部是否在设定的位置上，提高了训练和测试的效果。优选地，感应装置为触感和光感开关，这样便于快速感应，且成本较低。

其中，本实施例中，支撑件8为用于托住下颚的颚托，显示屏幕3为黑白液晶屏幕。颚托的设置是方便用户使用，在眼保健训练仪前方安置一个颚托，供用户放置下颚。显示屏幕3为黑白液晶屏幕的设置，是由于屏幕上的视标图像需要缩小至等效于在5米外观看的效果，而且验光所用的视标基本为白底黑字的字符或图案(如“E”或“C”)，优选黑白液晶屏幕，便于提高像素密度。

另外，互动装置为手柄或摇杆或按钮。为了便于用户快速互动以便记录所看到的视标方向，以此判读用户是否达到视标对应的视力水平，所述互动装置为手柄或摇杆或按钮。

其中，可控遮光屏1为液晶盒或快门或卷帘。本实施例中，可控遮光屏1可优选一个独立单元的液晶盒，通过施加电压的变化，可实现快速改变通光、遮光和中线裂隙状态。

另外，本发明还提供一种新型近视度数测试仪的应用方法，

a.用户利用可控遮光屏1对眼睛进行遮光或透光；

b.显示屏幕3随机序列显示视力为5.0的视标图像；

c.透光一侧的眼睛通过双目目镜2观察视标图像经过成像透镜组4成像后的图像；

d.验光与眼保健者通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像；

e.测试仪根据互动装置的示意图标做出有无看清的信息判断，发出信号；

f.若测试仪接收到信号为“看不清”，电子控制模块5控制移动装置6移动，使成像透镜组4不断改变位置，模拟不断调整镜片度数的效果，直到用户看清楚为止；

g.若测试仪接收到信号为“看得清”，电子控制模块5记录一次正确；并且同尺寸的视标图像出现多次且方向随机，用户对所述视标图像继续观察正确率高于一定的比例，则此时的视标图像的水平为用户的视力水平，成像透镜组4的度数为透光一侧的眼睛的度数；若用户对所述视标图像继续观察正确率低于一定的比例，则测试仪接收到信号为“看不清”，继续执行步骤f；

h.上述步骤实现了一侧眼睛近视度数的检测；然后变换可控遮光屏1对眼睛的遮光与透光，完成两侧眼睛的近视度数的检测。

在完成近视度数测试之后还包括以下验光步骤：

i.用户利用可控遮光屏1对眼睛进行遮光或透光；

j.显示屏幕3随机序列显示视力为正常视力的视标图像；

k.电子控制模块5控制遮光一侧眼睛的可控遮光屏1状态切换为中线裂隙透光状态；

l.用户从可控遮光屏1中线裂隙处观看观察视标图像经过成像透镜组4成像后的图像；通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像；

m.顺时针或逆时针缓缓旋转可控遮光屏1的中线裂隙方向；

n.若用户旋转中线裂隙超过A角度之后，用户通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像，电子控制模块5根据输入信号判定两次观察的清晰度和模糊度是一致的，电子控制模块5判断用户眼睛的散光度低于一定度数或没有散光；若用户通过互动装置示意验光与眼保健者所观察视标图像后，电子控制模块5根据输入信号判定某个中线裂隙的方向下视标清晰度高于其它方向，则电子控制模块5判断中线裂隙的方向为散光方向，且记录下用户眼睛的最佳视力，然后旋转中线裂隙方向B角度，电子控制模块5再次记录下用户眼睛的最佳视力，两个中线裂隙方向的视力差值为用户眼睛的散光度数；

o.上述步骤实现了一侧眼睛散光度数的检测；然后变换可控遮光屏1状态，完成两侧眼睛的散光测试。

其中，所述A角度为360度，B角度为90度。

详细的步骤如下：

近视度数测验状态:

用户将下颚放于颚托上，双眼靠近验光与眼保健仪双目目镜2的前方，并在颚托的支撑下维持较好的稳定状态。此时，成像透镜组4将移动至对于视力正常者(以视力5.0为标准)而言，为平光状态的位置。

此时，先让左眼对应的可控遮光屏1透光，右眼对应的可控遮光屏1遮光，检验左眼视力。显示屏幕3随机序列显示视力为5.0的视标图像，用户看到视标后，根据是否能看清视标在互动装置上进行操作。如果用户能看清楚视标，就在互动装置上直接输入视标的(开口)方向(如按对应按钮，或将摇杆、手柄摆向固定方向等)；如果用户输入错误数达到一定概率，验光仪判定用户”未能看清”。

如验光仪判断用户为“未能看清”，则成像镜头组4改变位置，模拟增加眼镜镜片度数的效果，让观众重新观看视标。本过程将重复，不断增加度数，直至用户输入的正确数达到通过的比例为止，此度数为左眼视力的度数。

当用户输入视标方向时，电子控制模块将判读用户输入的方向与视标的实际方向，如果两个方向一致，则记录正确一次。同尺寸的视标将出现数次(方向随机)，并统计用户对视标判读的正确率，如果正确率高于一定比例，将认为用户视力达到视标对应的水平。反之，则认为视力未能到达是标的对应水平，视为“未能看清”，将进入上述的“未能看清”流程工作。

交换左、右眼对应的可控遮光屏的状态，检验右眼视力。

实施例2

如图3所示为本发明基于光束轨道角动量解调装置及其应用方法的第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，所述测试仪包括第一反射镜71和第二反射镜72，成像透镜组4包括两部分，部分成像透镜组4位于所述显示屏幕3与第一反射镜71之间，另一部分成像透镜组4位于所述双目目镜2与第二反射镜72之间。成像透镜组4包括两部分，部分成像透镜组4位于所述显示屏幕3与第一反射镜71之间，另一部分成像透镜组4位于所述双目目镜2与第二反射镜72之间，这些设置是为了配合上述的加入反射镜后的延长型光路，利用二次成像，在有限的光路长度里面将显示屏幕3所显示的视标图像缩小到验光所需视标的角分辨尺寸，满足验光的需求。

实施例3

如图1至2所示为本发明基于光束轨道角动量解调装置及其应用方法的第三实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，双目目镜2与成像透镜组4之间设有第二可控遮光屏1。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。