专利名称：一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阅读装置，特别是一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置。
背景技术：
屈光不正是眼科最常见的病种，主要包括近视、远视、散光，在所有屈光不正的类型中，近视是最常见的类型。在我国，近视的患病率、发病率随年龄呈逐年升高的趋势，最新的统计数据表明，我国的近视眼人数超过4亿，而近视高发群体——青少年近视发病率达50%-60%，我国是世界上近视发病率最高的国家，近视眼人数世界第一，近视已经成为影响我国人民健康的重要问题之一，也成为影响国民经济增长的沉重负担。近视的发病机制很复杂，目前国际上公认包括遗传和环境两大类因素，其中，改变 遗传因素较为困难，而在环境因素方面，目前国际上公认的导致近视不断进展的危险因素包括以下几点1)近距离用眼过度，视觉疲劳程度随受教育程度增高而越加严重；2)户外活动过少；3)色觉因素；4)环境光照明等等。近视患者一旦发病，其近视度数往往会随年龄不断增长，近视度数越高，其发生视网膜脱离、黄斑出血等高度近视相关并发症的几率越大，鉴于此，能否有效控制青少年近视度数增长具有重要的社会意义。面对如此严峻的形式，现有的控制近视发展的手段十分有限，研究报告表明角膜塑形镜OrthokeratologyLens,即OK镜，控制近视进展较框架眼镜有显著性优势，OK镜对于控制近视发展具有良好的作用。然而，并非所有患者都可以配戴OK镜，OK镜有其严格的配戴适应症，对泪液功能要求很高，而且需要相关的每日护理，如果佩戴不当甚至会引起角膜感染、角膜溃疡等并发症，鉴于此，寻找新的近视控制方法具有十分重要的临床意义。临床中我们发现，越是受教育程度高的地区，近视眼患者比例越高，这与长期的近距离用眼过度有关，长时间用眼过度会导致调节痉挛，长期睫状肌处于痉挛状态会导致视疲劳，引起调节滞后，导致眼球成像落在视网膜的后方，为了使成像清晰，眼球会不断增长，导致眼轴拉长，形成近视。青少年课业负担沉重，白天需要上课，晚上还需要近距离用眼写作业直到睡前，如此周而复始，形成恶性循环，不利于调节的放松。此外，看近处时，双眼视轴会发生汇聚，即集合，集合过久也会导致视疲劳，因此，如何有效的缓解青少年近距离阅读时的视觉疲劳，是近视眼研究的方向之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，要解决近距离阅读过度导致视疲劳的技术问题；并解决在进行阅读的同时缓解青少年近距离阅读产生的视疲劳、控制近视发展的问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，包括支架、光源、阅读屏幕、置于支架内的光学元件和用于放置读物的平台。所述光学元件包括沿光路方向顺序放置的I号放大镜组、I号平面反光镜、2号放大镜组和2号平面反光镜，所述I号放大镜组位于平台的上方，且与平台平行，I号平面反光镜在I号放大镜组的上端倾斜放置，它与水平线的夹角a大于等于45度，且小于90度，2号放大镜组用于接收I号平面反光镜的反射光线，2号平面反光镜用于接收2号放大镜组的放大光线，阅读屏幕位于2号放大镜组的上方，用于接收2号平面反光镜的反射光线。所述2号平面反光镜与水平线的夹角6=135° -a，范围是45° 90°，当a =45°时，S= arctg(01/d4) +90°，①I为2号放大镜组的直径或者边长。所述2号放大镜组与水平线的夹角￠=180° _2a，范围是0° 90°。所述阅读屏幕是玻璃透光板、有机玻璃透光板或者树脂透光板。所述I号放大镜组和2号放大镜组是凸透镜、凸凹联合透镜或者菲涅尔透镜。所述支架是金属支架、塑料支架或木制支架。·所述支架以阅读屏幕所在平面为界，分为前、后两格，阅读屏幕在所述平面的上部，阅读屏幕的底边紧靠2号放大镜组的上边，支架的前格以I号放大镜组为分界分成上、下两层下层是平台，平台上面连有侧板，侧面上各开有至少ー个光源安装孔，所述光源固定在平台上的侧板上和光源安装孔上；上层容纳倾斜放置的I号平面反光镜，所述I号平面反光镜固定在支架的前壁的内側。所述支架的后格容纳固定2号放大镜组和2号平面反光镜，所述2号放大镜组在后格的前部，所述2号平面反光镜固定在支架的后壁的内側。所述I号放大镜组的放大倍数是M1，2号放大镜组的放大倍数是M2，dl是书本至I号放大镜组的距离，d2是I号放大镜组至I号平面反光镜的距离，d3是I号平面反光镜至2号放大镜组的距离，d4是2号放大镜组至2号平面反光镜的距离，d5是I号平面反光镜至屏幕的距离，上述參数满足如下公式M2X (MlXdl+d2+d3)+d4+d5彡D，D为远距离阅读的理想距离，不小于2米；dl+d2+(d3+d4) \が11(2 0-90)彡11，11是支架的高度，40厘米彡H彡90厘米；d5= (d3+d4) X cos (2 a -90) - L4 X cos a，其中，L4为平面反光镜侧面边
长，当 a =45° 时，d5 约等于^/#l2+d42。一种应用所述系统的用于控制青少年近视发展的远距离阅读的方法，将读物置于平台上，光源发出光线，照射在读物上，读物反射的光线经过I号放大镜组被放大后，光线经I号平面反光镜反射，再次经过2号放大镜组进行第二次放大，之后再经2号平面反光镜反射，这样经过光学放大元件数次放大，并经过偶数次反射，放大后的成像经阅读屏幕射出，被人眼观察，使人眼感觉文字或图像来自于远处。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
本发明克服了传统控制近视发展的方法要求严格的缺点，解决了減少近距离阅读时间、边阅读边控制近视发展的技术问题。本发明通过该系统的光学设计，使得经放大后形成文字图形的“像”等同于来自至少2米以外的位置，从而使得青少年在阅读时，感觉文字和图形是来自于2米以外，能够在近距离阅读的条件下模拟远距离的阅读状态，放松近距离阅读产生的调节和集合，在进行阅读的同时缓解青少年近距离阅读产生的视疲劳，从而控制近视的发展。本发明可广泛应用于缓解青少年近距离阅读产生的视疲劳。
下面结合附图对本发明做进ー步详细的说明。图I是本发明实施例一的结构示意图。图2是本发明实施例一的结构侧视示意图。图3是本发明实施例一的光路示意图。图4是本发明实施例ニ的结构侧视示意图。图5是本发明实施例ニ的光路示意图。附图标记1_平台、2-1号放大镜组、3-1号平面反光镜、4-2号放大镜组、5_2号平面反光镜、6-阅读屏幕、7-光源安装孔、8-支架、9-光源、10-读物。
具体实施例方式实施例一參见图I、图2所示，这种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，包括支架8、光源9、阅读屏幕6、置干支架8内的光学元件和用于放置读物的平台I。所述光学元件包括沿光路方向顺序放置的I号放大镜组2、1号平面反光镜3、2号放大镜组4和2号平面反光镜5，所述I号放大镜组2位于平台I的上方，且与平台平行，I号平面反光镜3在I号放大镜组2的上端倾斜放置，它与水平线的夹角a大于45度，且小于90度，2号放大镜组4用于接收I号平面反光镜3的反射光线，2号平面反光镜5用于接收2号放大镜组4的放大光线，阅读屏幕6位于2号放大镜组的上方，用于接收2号平面反光镜5的反射光线，所述阅读屏幕6是玻璃透光板、有机玻璃透光板或者树脂透光板，所述I号放大镜组和2号放大镜组是凸透镜、凸凹联合透镜或者菲涅尔透镜。所述支架8是金属支架、塑料支架或木制支架，以阅读屏幕6所在平面为界，分为前、后两格，阅读屏幕6在所述平面的上部，阅读屏幕6的底边紧靠2号放大镜组4的上边，支架8的前格以I号放大镜组2为分界分成上、下两层下层是平台，平台I上面连有侧板，侧面上各开有至少ー个光源安装孔7，所述光源9固定在平台I上的侧板上和光源安装孔7上；上层容纳倾斜放置的I号平面反光镜3，所述I号平面反光镜3固定在支架8的前壁的内側。所述支架8的后格容纳固定2号放大镜组4和2号平面反光镜5，所述2号放大镜组4在后格的前部，所述2号平面反光镜5固定在支架8的后壁的内側。參见图3所示,是本发明实施例一的光路示意图,将读物10置于平台I上,LED光源9发出光线，照射在读物上，读物反射的光线经过I号放大镜组2被放大后，光线经I号平面反光镜3反射，再次经过2号放大镜组4进行第二次放大，之后再经2号平面反光镜5反射，这样经过光学放大元件数次放大，并经过偶数次反射，放大后的成像经阅读屏幕6射出，被人眼观察，使人眼感觉文字或图像来自于远处。其中a角是I号平面反光镜3与水平线的夹角；P角是2号放大镜组4与水平线的夹角；S角是2号平面反光镜5与水平线的夹角；dl是书本至I号放大镜组的距离；d2是I号放大镜组至I号平面反光镜的距离；d3是I号平面反光镜至2号放大镜组的距离；d4是2号放大镜组至2号平面反光镜的距离；d5是I号平面反光镜至屏幕的距离；L1到L9分别指代各边边长；2号放大镜组4可以与I号平面反光镜3在上方相贴，即图3中边长L4与L9相交，阅读屏幕6垂直，与2号放大镜组4相交。该装置各个參数大致满足如下数学公式
I.45° ^ a ^ 90° ;2.P =180° _2a ；
3.6=135° -a，但当 a=45。时，S = arctg (① l/d4) +90。，①I 为 2 号放大镜组的直径或者垂直边长；而I号放大镜组的直径或者垂直边长用の2表示；
4.M2X (MlXdl+d2+d3)+d4+d5 ^ D, D为理想的阅读距离，一般认为D彡2m ;M1是I号放大镜组的放大倍数;M2是2号放大镜组的放大倍数；
5.dl+d2+(d3+d4) X sin (2 a-90)彡 H，H 是支架的高度，40cm 彡 H 彡 90cm ;
6.d5=(d3+d4) X cos (2 a-90)- L4 Xcosa ,其中，L4为平面反光镜侧面图所示的边
长，当 a =45° 时，d5 约等于^/#l2+d42。实施例一參见图2、图 3 所示，取 a =50°，￠=80°，8 =85°，Ml=2, M2=2. I,·dl=17cm，d2=d3=18cm，d4=113cm，d5=99cm，O l=50cm, 0 2=30cm, Ll=50cm, L2=30cm,L3=17cm， L4=47cm， L5=114cm， L6=40cm， L7=43cm， L8=30cm， L9=50cmo按此參数，D=4m,可以实现4米的远距离阅读状态。实施例ニ參见图4、图 5 所示，取 a=45°，￠=90°，8=135°，Ml=2, M2=2. I,dl = 17cm, d2=15cm, d3=17cm, d4=50cm, d5=70cm, Ol=50cm, O 2=30cm, Ll=50cm,L2=30cm, L3=17cm, L4=42cm, L5=50cm, L6=17cm, L7=84cm, L8=30cm, L9=50cm。按此參数，D=2. 6 m,可以实现2. 6米的远距离阅读状态。
权利要求
1.一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于包括支架(8)、光源(9)、阅读屏幕(6)、置于支架(8)内的光学元件和用于放置读物的平台(I)； 所述光学元件包括沿光路方向顺序放置的I号放大镜组(2)、1号平面反光镜(3)、2号放大镜组(4)和2号平面反光镜(5)，所述I号放大镜组(2)位于平台(I)的上方，且与平台平行，I号平面反光镜(3)在I号放大镜组(2)的上端倾斜放置，它与水平线的夹角α大于等于45度，且小于90度，2号放大镜组(4)用于接收I号平面反光镜(3)的反射光线，2号平面反光镜(5)用于接收2号放大镜组(4)的放大光线，阅读屏幕(6)位于2号放大镜组的上方，用于接收2号平面反光镜(5)的反射光线。
2.根据权利要求I所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述2号平面反光镜(5)与水平线的夹角δ=135° -α，范围是45° 90°，当α=45°时，δ =arctg(01/d4) +90°，Φ1为2号放大镜组的直径或者边长。
3.根据权利要求I所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述2号放大镜组(4)与水平线的夹角β=180° -2 α，范围是0° 90°。
4.根据权利要求I所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述阅读屏幕(6)是玻璃透光板、有机玻璃透光板或者树脂透光板。
5.根据权利要求I所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述I号放大镜组和2号放大镜组是凸透镜、凸凹联合透镜或者菲涅尔透镜。
6.根据权利要求I所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述支架(8)是金属支架、塑料支架或木制支架。
7.根据权利要求6所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述支架(8)以阅读屏幕(6)所在平面为界，分为前、后两格，阅读屏幕(6)在所述平面的上部，阅读屏幕(6)的底边紧靠2号放大镜组(4)的上边，支架(8)的前格以I号放大镜组(2)为分界分成上、下两层下层是平台，平台(I)上面连有侧板，侧面上各开有至少一个光源安装孔(7)，所述光源(9)固定在平台(I)上的侧板上和光源安装孔(7)上；上层容纳倾斜放置的I号平面反光镜(3)，所述I号平面反光镜(3)固定在支架(8)的前壁的内侧。
8.根据权利要求6所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述支架(8)的后格容纳固定2号放大镜组(4)和2号平面反光镜(5),所述2号放大镜组(4)在后格的前部，所述2号平面反光镜(5)固定在支架(8)的后壁的内侧。
9.根据权利要求5所述的用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，其特征在于所述I号放大镜组的放大倍数是Μ1，2号放大镜组的放大倍数是M2，dl是书本至I号放大镜组的距离，d2是I号放大镜组至I号平面反光镜的距离，d3是I号平面反光镜至2号放大镜组的距离，d4是2号放大镜组至2号平面反光镜的距离，d5是I号平面反光镜至屏幕的距离，上述参数满足如下公式M2X (MlXdl+d2+d3)+d4+d5彡D，D为远距离阅读的理想距离，不小于2米；dl+d2+(d3+d4) X sin (2 α-90)彡H，H是支架的高度，40厘米彡H彡90厘米；d5=(d3+d4) X cos (2 α -90)- L4 X cos α，其中，L4为I号平面反光镜侧面边长，当α =45°时，d5约等于Sf+d42。
10.一种应用权利要求1-9所述系统的用于控制青少年近视发展的远距离阅读的方法，其特征在于将读物(10)置于平台(I)上，光源(9)发出光线，照射在读物上，读物反射的光线经过I号放大镜组(2)被放大后，光线经I号平面反光镜(3)反射，再次经过2号放大 镜组(4)进行第二次放大，之后再经2号平面反光镜(5)反射，这样经过光学放大元件数次放大，并经过偶数次反射，放大后的成像经阅读屏幕(6)射出，被人眼观察，使人眼感觉文字或图像来自于远处。
全文摘要
一种用于缓解视疲劳的远距离阅读装置，包括支架、光源、阅读屏幕、置于支架内的光学元件和用于放置读物的平台，光学元件包括沿光路方向顺序放置的1号放大镜组、1号平面反光镜、2号放大镜组和2号平面反光镜，阅读屏幕用于接收2号平面反光镜的反射光线，读物经过光学放大元件数次放大，并经过偶数次反射，放大后的成像经阅读屏幕射出，被人眼观察。本发明通过该系统的光学设计，使得青少年在阅读时，感觉文字和图形是来自于2米以外，能够在近距阅读的条件下达到远距离的阅读的效果，放松近距离阅读产生的调节和集合，在进行阅读的同时缓解青少年近距离阅读产生的视疲劳，从而控制近视的发展。可广泛应用于缓解青少年近距离阅读产生的视疲劳。
文档编号G02B25/00GK102789053SQ20121032298
公开日2012年11月21日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者李明武, 王凯, 黎晓新 申请人:王凯